屈曲約束支撐：1.1在地震作用下,鋼支撐內(nèi)芯主要承擔(dān)結(jié)構(gòu)的水平地震力,而約束構(gòu)件則僅對(duì)支撐的受壓屈曲行為進(jìn)行限制,從而使支撐在拉壓兩個(gè)方向都接近二力桿受力。
1.2鋼支撐解決了普通支撐受壓屈曲后出現(xiàn)強(qiáng)度和剛度退化以及容易發(fā)生疲勞斷裂等性能問題,其在拉壓兩個(gè)方向的強(qiáng)度和剛度基本一致。對(duì)于裝有并經(jīng)過適當(dāng)設(shè)計(jì)的建筑物,可在地震中先于結(jié)構(gòu)耗能,轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)中的能量分布,從而充當(dāng)“結(jié)構(gòu)保險(xiǎn)絲構(gòu)件”的角色,有效避免結(jié)構(gòu)在大震中發(fā)生嚴(yán)重?fù)p傷。
2、技術(shù)優(yōu)點(diǎn):
2.1若把支撐按照大震地震力進(jìn)行穩(wěn)定性設(shè)計(jì),雖然可做到支撐不屈曲,但卻會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)太剛太強(qiáng),地震力也隨之增加,梁柱截面顯著增大,工程造價(jià)提升。因此,在當(dāng)前抗震設(shè)計(jì)中,由于經(jīng)濟(jì)性要求的限制,普通支撐僅能按小震地震力進(jìn)行穩(wěn)定性設(shè)計(jì),當(dāng)?shù)卣鹆Τ^小震而達(dá)到中震或大震水平后,普通支撐必定會(huì)受壓屈曲,在地震往復(fù)作用下發(fā)生疲勞斷裂,終在拉壓兩個(gè)方向都失去作用,即使改變支撐的布置形式也無法將破壞模式改變。
2.2只需根據(jù)強(qiáng)度選擇截面,采用來調(diào)整結(jié)構(gòu)的抗扭剛度可獲得比普通支撐更好的效果。屈曲約束支撐可同時(shí)給結(jié)構(gòu)提供足夠的剛度和阻尼,無需與大型支撐配合使用,建筑空間利用率更高。在結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)時(shí),屈曲約束支撐可簡(jiǎn)化為二力桿模型。
2.3震后只需更換部件,主體結(jié)構(gòu)經(jīng)過小修后便可立即投入使用,減少震后修復(fù)的時(shí)間和經(jīng)濟(jì)損失。
2.4采用拉壓屈服的耗能方式,比傳統(tǒng)的彎曲、剪切或扭轉(zhuǎn)屈服形式的耗能能力更高。耗能金屬部分一般不出現(xiàn)焊接,抗疲勞斷裂性能進(jìn)一步提高,不易在地震中發(fā)生金屬斷裂。
屈曲約束支撐的分類,主要有以下兩種
1、組合鋼管混凝土式
1.1基本構(gòu)造:一字型內(nèi)芯,雙預(yù)制鋼管混凝土組合作為約束構(gòu)件,節(jié)點(diǎn)采用焊接。
1.2優(yōu)點(diǎn):全拼接組裝更簡(jiǎn)便,預(yù)制件施工速度更快,避免繁瑣的脫離粘結(jié)工序,預(yù)制混凝土方式質(zhì)量更易控制、品質(zhì)更保證,生產(chǎn)周期短,無焊接屈服段低周疲勞性好鋼管混凝土作約束構(gòu)件穩(wěn)定性好。
1.3抗震性能系數(shù):進(jìn)行了大量組合鋼管混凝土式低周往復(fù)試驗(yàn),支撐大應(yīng)變?yōu)?plusmn;2.6%,累積塑性變形能力約為屈服位移的600倍,軸性剛度理論值與設(shè)計(jì)值相差小于5%,受壓承載力調(diào)整系數(shù)小于1.3。
2、組合角鋼式:
2.1基本構(gòu)造:四角鋼組合作為十字形內(nèi)芯,雙角鋼組合作為約束構(gòu)件,節(jié)點(diǎn)采用焊接方式。
2.2優(yōu)點(diǎn):內(nèi)芯屈服段無焊接組裝技術(shù)可提升低周疲勞性能,減少殘余變形,全拼接組裝速度快,端部套筒可提高節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定性。
2.3抗震性能:進(jìn)行了大量組合角鋼式的低周往復(fù)試驗(yàn),支撐大變形為±3%,累積塑性變形能力為屈服位移的1068倍,軸向剛度理論值與設(shè)計(jì)值相差小于5%,受壓承載力調(diào)整系數(shù)小于1.3。
