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屈曲约束支撑体系的应用与研究 摘要： 关键词：The Practice and Research of Buckling—Restrained Braced Frames Abstract：Buckling-Restrained Brace is a new type of energy dissipation brace．It has overcome the disadvantages of the conventional brace because of its buckling inhabitation．Its hysteresis curve is quite plumpness，moreover, it has better ability for seismic resistance．The bearing capacity of structures may be improved through the energy dissipation of buckling—restrained brace under severe earthquakes；The destruction of main structure will be reducted，and the ability for seismic resistance of structure will improve. Therefore，the brace has better application prospect．Nowadays，the buckling-restrained brace has attracted many interests for lots of scholars at home and abroad． Keywords： s 研究的背景及意义 随着科学技术和经济条件的发展，多高层建筑在我国已经得了大量的兴建。由丁钢材具有一系列优良的特性，钢结构己成为多高层建筑结构的主要结构形式之一。高层钢结构与单层多层结构的突出不同点在于：侧向荷载起控制作用，重力荷载退居为第二位。抗侧力体系成为结构的重要组成部分，在一定程度上影响着结构的用钢量。图1表示平面为5跨的结构在各种不同层数时的用钢量。由图中可见，楼面结构的用钢量几乎与层数无关；柱、墙等竖向构件用钢量随层数缓慢增长；抵抗侧力的用钢量不仅在总用钢量中占很大比重，而且随层数急剧增长。图中还显示出，优化的抗侧力体系比一般抗侧力体系可节约钢材40％。 支撑是钢结构框架体系的重要抗侧力构件，传统的带支撑框架有中心支撑框架和偏心支撑框架，由于传统支撑在地震作用下极易发生受压屈曲失稳，使结构的抗震能力下降，为了解决这一问题，一些学者经研究提出～种新的能避免屈曲的支撑构件，称为屈曲约束支撑。这是一种在受拉和受压情况下都能达到屈服的消能支撑构件，改善了传统支撑在受压时发生屈曲的缺点，提高了结构的抗震性能。使用此屈曲约束支撑的框架体系，不仅具有良好的抗侧性能，而且提高了结构的韧性和抗震性能。此外由于钢材屈服可以吸收大量的能量，因此屈曲约束支撑在进入塑性状态后可以消耗大量的能量，将结构的振动能量转化为热能消散掉，从而起到降低结构动力反应的目的。 屈曲约束支撑基本原理 屈曲约束支撑又称无粘结支撑，是一种新型钢结构支撑，也是一种耗能支撑。屈曲约束支撑的中心是芯材，是用低屈服点钢材制成的，在轴向力作用下允许有较大的塑性变形，通过这种变形可以达到耗能的目的。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内，然后在套管内灌注混凝土或砂浆。构件的组成示意图如图2所示。为减小或消除芯材受轴力时传给砂浆或混凝土的力，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。这样一来，此支撑在受压时亦能达到完全屈服，使支撑受压承载力与受拉承载力相当，克服了传统支撑受压屈曲的缺点，改善了支撑的承载能力，使支撑的滞回曲线饱满(如图3所示)，提高了结构的抗震能力。在约束支撑的设计时，不必考虑失稳，只计算其强度，认为支撑受拉和受压性能完全相同，在受压时不会发生屈曲。 图2 屈曲约束支撑构件组成示意图 图3 陈正诚纯钢屈曲约束支撑试验数据 基本截面形式 目前可以使用的屈曲约束支撑截面形式是多种多样的，其基本截面形式如图4所示。其中芯材有平板形(如图4a,d,g,J)、十字形(如图4c,h,1)、工字形(如图4b,e,i)、圆管形(如图4f)和方管形(如图4k)等。其中e-k中的芯材仅由型钢包围，在芯材与套管之间没有填充混凝土或砂浆 图4 基本截面形式 屈曲约束支撑（BRB） 屈曲约束支撑主要由以下5个部分构成(图5)：约束屈服段；约束非屈服段