赵 帅

(铁道第三勘察设计院集团有限公司建筑设计研究分院,天津 300251)

1 屈曲约束支撑介绍

支撑是一种最为经济的抗侧力构件,它既能提高结构的刚度和承载力,又不影响建筑采光以及内部空间的分割,且具有施工方便、造价低等优点。传统的带支撑框架有中心支撑框架CBF(Concentrically Braced Frame)和偏心支撑框架EBF(Eccentrically Braced Frame)。中震和强震时,CBF中的支撑会受压屈曲和受拉屈服,而屈曲会使受压承载力降低,从而限制了支撑作为抗侧力构件的耗能能力,因而大多数抗震规范都对中心支撑的抗震承载力进行调低[1]。EBF通过偏心梁段的屈服,限制支撑的屈曲,可使结构具有较好的耗能性能。但是由于偏心梁段屈服,地震后结构修复较为困难,且支撑的刚度得不到完全发挥[2]。

由于支撑屈曲不利于能量耗散,因此相对于传统CBF提出了一种新的可以避免支撑屈曲的体系,称为屈曲约束支撑钢框架BRBF(Buckling Restrained Braced Frame)[3],屈曲约束支撑(Buckling-restrained Brace)由芯材,外套筒以及套筒内无粘结材料组成(图1)。虽然BRB形式多样,但原理基本相似,利用刚度较大的外套筒拟制中心芯板的屈曲。支撑的中心是芯材(Steel Core),为避免芯材受压时整体屈曲,即在受拉和受压时都能达到屈服,芯材被置于一个钢套管(Steel Tube)内,然后在套管内灌注填充材料,该填充材料具有一定的强度,又有较好的密实性,且耐久性优越。为减小或消除芯材受轴力时传给填充材料的力,而且由于泊松效应,芯材在受压情况下会膨胀,因此在芯材和砂浆之间设有一层无粘结材料或非常狭小的空气层(Gap)。……