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防屈曲支撑

防屈曲耗能支撑又称屈曲约束支撑,简称为防屈曲支撑,是近年来逐渐得到应用的一种新的耗能减震构件。我公司研制的防屈曲支撑是由钢制核心单元和外围约束单元组成,它是利用钢制核心单元在拉、压反复荷载作用下的弹塑性滞回变形耗能原理制成的耗能装置,无论受拉还是受压都…

产品类型

按照橡胶支座部的形状,可将滑板支座分为圆形和方形,如下图所示:

与普通支撑的优势体现


防屈曲支撑即可以克服普通支撑拉压承载力差异显著的缺陷,又具有金属阻尼器的耗能能力,是支持构件与耗能阻尼器的完美结合。通过适当的设计,防屈曲支撑可充当主体结构构件的“保险丝”,使主体结构构件在大震下基本处于弹性范围内。因此,采用防屈曲支撑,可全面提高传统支撑框架结构的抗震性能。
1.与抗弯框架相比,小震时屈曲约束支撑体系线弹性刚度高,可以很容易地满足规范的变形要求,有效降低结构造价;与中心支撑框架相比,屈曲约束支撑可以受拉、受压时都发生屈服,消除传统中心支撑框架的支撑屈曲问题,因此在强震时有更强和稳定的能量耗散能力。      
2.因为屈曲约束支撑的刚度和强度很容易调整,所以屈曲约束支撑设计灵活。而且,在非弹性分析中可以方便地模拟屈曲约束支撑的滞回曲线;此外屈曲约束支撑构件好比结构体系中可更换的“保险丝”,可保护其他构件免遭破坏,并且大震后,可以方便地更换损坏的支撑。


防屈曲支撑与普通支撑的比较


防屈曲支撑与普通支撑的对比表

防屈曲支撑

普通钢支撑



技术特点

1.截面小;
2.延性性能好;
3.塑性段加载循环达到规范30周要求(滞回曲线);
4.满足规范对结构小震、中震和大震的位移要求;
5.连接方法简单:法兰连接、螺栓连接、焊接、销轴连接均可;
6.小震和中震时无需更换,大震视主体结构的破坏情况定。

工作原理

支撑结构在地震作用下所承受的轴力作用全部由支撑中心的芯材承受,该芯材在轴向拉力和压力作用下屈服耗能,而外围钢管和管内灌注的混凝土或砂浆提供给芯材弯曲限制,避免芯材受压时屈曲。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黏结材料(由橡胶、聚乙烯、硅胶、乳胶等制成)或非常狭小的空气层,可以减小或消除芯材受轴力时传给砂浆或混凝土的力。 防屈曲耗能支撑在受拉与受压时均能达到屈服而不发生屈曲,较之支撑构件具有更稳定的力学性能,且具有较高的刚度和良好的滞回能力。

设计原则和参数要求

防屈曲支撑即可以克服普通支撑拉压承载力差异显著的缺陷,又具有金属阻尼器的耗能能力,是支持构件与耗能阻尼器的完美结合。通过适当的设计,防屈曲支撑可充当主体结构构件的“保险丝”,使主体结构构件在大震下基本处于弹性范围内。因此,采用防屈曲支撑,可全面提高传统支撑框架结构的抗震性能。 1.与抗弯框架相比,小震时屈曲约束支撑体系线弹性刚度高,可以很容易地满足规范的变形要求,有效降低结构造价;与中心支撑框架相比,屈曲约束支撑可以受拉、受压时都发生屈服,消除传统中心支撑框架的支撑屈曲问题,因此在强震时有更强和稳定的能量耗散能力。          2.因为屈曲约束支撑的刚度和强度很容易调整,所以屈曲约束支撑设计灵活。而且,在非弹性分析中可以方便地模拟屈曲约束支撑的滞回曲线;此外屈曲约束支撑构件好比结构体系中可更换的“保险丝”,可保护其他构件免遭破坏,并且大震后,可以方便地更换损坏的支撑。

应用范围

防屈曲支撑适用于各种类型的建筑物,只要有相对变形的地方,就可以采用防屈曲支撑,结构高度较高、跨度越大、变形越大、抗震设防烈度越高,耗能减震效果就越显著,故防屈曲支撑尤其适用于高烈度地区的建筑和大跨结构体系中。对于低烈度地区的建筑结构,可以采用混凝土框架+防屈曲支撑结构体系,也可以替换普通支撑、混凝土剪力墙,且采用防屈曲支撑有利于控制结构构件早期裂纹的产生。    防屈曲支撑既可用于新建建筑,也可用于既有建筑的抗震加固和地震后震损结构的加固。若新设计的结构本身已满足抗震要求,设置防屈曲支撑可有效的提高结构的抗震设防标准和结构的可靠度;若新设计的结构本身不满足抗震要求,通过在结构中设置防屈曲支撑可使结构满足抗震要求的前提下,提高结构的抗震性能和降低工程造价。

布置原则

布置时应符合下列要求
防屈曲支撑应布置在能最大限度地发挥其耗能作用的部位,可设置在地震作用下产生较大支撑内力的部位以及层间位移较大的楼层。

防屈曲支撑与钢框架的连接一般为铰接

宜采用单斜撑、人字型或V型等形式,不应采用K型或X型,支撑的连接角度宜在35~55度之间。采用偏心支撑时,设计中应保证支撑先于框架屈服

防屈曲支撑宜沿结构的两个主轴方向分别设置

防屈曲支撑宜竖向连续布置,支撑的形式在竖向宜一致,支撑的截面可由底层到顶层逐渐减小。

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