一、屈曲約束支撐的產(chǎn)生及作用
屈曲約束支撐在地震作用下,鋼支撐內(nèi)芯主要承擔結(jié)構(gòu)的水平地震力,而約束構(gòu)件則僅對支撐的受壓屈曲行為進行限制,從而使支撐在拉壓兩個方向都接近二力桿受力。
鋼支撐解決了普通支撐受壓屈曲后出現(xiàn)強度和剛度退化以及容易發(fā)生疲勞斷裂等性能問題,其在拉壓兩個方向的強度和剛度基本一致。對于裝有屈曲約束支撐并經(jīng)過適當設計的建筑物,屈曲約束支撐可在地震中先于結(jié)構(gòu)耗能,轉(zhuǎn)移結(jié)構(gòu)中的能量分布,從而充當“結(jié)構(gòu)保險絲構(gòu)件”的角色,有效避免結(jié)構(gòu)在大震中發(fā)生嚴重損傷。
二、屈曲約束支撐技術(shù)優(yōu)點
若把支撐按照大震地震力進行穩(wěn)定性設計,雖然可做到支撐不屈曲,但卻會導致結(jié)構(gòu)太剛太強,地震力也隨之增加,梁柱截面顯著增大,工程造價提升。因此,在當前抗震設計中,由于經(jīng)濟性要求的限制,普通支撐僅能按小震地震力進行穩(wěn)定性設計,當?shù)卣鹆Τ^小震而達到中震或大震水平后,普通支撐必定會受壓屈曲,在地震往復作用下發(fā)生疲勞斷裂,在拉壓兩個方向都失去作用,即使改變支撐的布置形式也無法將破壞模式改變。
屈曲約束支撐只需根據(jù)強度選擇截面,采用屈曲約束支撐來調(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)體系設計時,屈曲約束支撐可簡化為二力桿模型。
震后只需更換屈曲約束支撐部件,主體結(jié)構(gòu)經(jīng)過小修后便可立即投入使用,減少震后修復的時間和經(jīng)濟損失。
屈曲約束支撐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。屈曲約束支撐的耗能金屬部分一般不出現(xiàn)焊接,抗疲勞斷裂性能進一步提高,不易在地震中發(fā)生金屬斷裂。
