屈曲约束支撑应用分析
5页1、屈曲约束支撑应用分析屈曲约束支撑应用分析 2016/04/14 建筑与预算杂志2016年第二期摘要:屈曲约束支撑是一种新型的结构构件,应用范围广,既可用于新建建筑,也可用于既有建筑的抗震加固改造中。本文对国内外研究现状及应用情况进行了简要介绍,并分析了其在国内开发应用前景。关键词:屈曲约束支撑;既有建筑;新建建筑屈曲约束支撑(buckling-restrainedbraces,简写BRB)是指受压时没有屈曲发生的构件,作为支撑或阻尼器在建筑结构中使用。BRB是一种新型的结构构件,其截面尺寸小,抗震能力强,不但能应用于既有建筑的抗震加固改造,而且还可应用于新建建筑,在建筑结构中发挥良好的节能减排作用。在既有建筑结构的抗震加固改造中,BRB表现出方便快捷的特点。1国外研究现状及应用情况由于BRB具有良好的抗震抗风性能,在过去几十年中,特别是近10年来,这种支撑在国外得到了广泛的应用,如日本、美国、加拿大、新西兰等。1.1日本上世纪80年代,日本的Wakabayashi对BRB进行了相关的试验研究。在Wakabayashi的研究基础上,Iwata对4种商用BRB进行了研究。1995年,日本阪
2、神大地震以后,高层钢结构中开始广泛采用BRB。目前,大部分专利权的制造厂商都集中在日本。BRB不仅用于新建结构,而且还可用于已有结构的抗震加固和改造中。阪神大地震是对各类结构抗震性能的一次大检验,在这之后,多个建筑的抗震加固选用了屈曲支撑。截至2005年底,日本新日铁公司完成的190多项工程就采用了BRB。在日本,屋架、网架或网壳等空间结构中也采用BRB。在屋架、网架或网壳中的局部受力较为不利位置,引入BRB构件,将会改善结构的受力状况,提高结构承载力。例如,日本丰田市的巨蛋体育场,高度92m的斜张屋顶,使用了BRB作为耗能构件。研究发现,适当降低BRB的屈服强度可提高支撑的耗能能力,因此,制造BRB可采用低屈服强度钢材,这使得低屈服强度的钢材在日本得到了大量应用。1.2美国1995年,美国的Northridge地震以后,学者们对BRB的钢结构体系进行了研究和应用。1999年,加州大学伯克利分校做了3个足尺BRB在地震荷载下的试验研究。美国CoreBrace公司做了40多个约束屈曲支撑试验,对约束屈曲支撑做了进一步的研究和发展,并在多个项目中应用了屈曲约束支撑,如Californias
3、OfficeofStatewideHealthPlanning(OSHPD)项目。2000年,美国第一栋使用BRB的结构美国加州大学Davis分校植物与环境科学大楼,采用了132根BRB作为抗侧力构件。之后,美国的StarSeismic,Inc,CoreBrace,AssociatedBracing等公司都相继研究和发展BRB构件。鉴于BRB钢结构体系的快速发展,在新修订的钢结构建筑抗震设计规程中增加BRB钢结构设计的内容,对于BRB的设计、计算、试验方法、连接的做法等作了较详细的规定。通过对十多种方案的比较,盐城的标志性建筑钢筋混凝土结构的联邦大楼,最终决定采用钢制的BRB进行抗震加固改造。该加固工程使用了344根BRB。经比较分析,采用普通轴心支撑,原有建筑的桩基础必须经过很大的改造;采用BRB,不仅可节省基础改造费用,而且可缩短两个月工期,综合效益显著提高。2国内研究现状及应用情况2.1台湾台北的陈正诚对低屈服点钢材制成的BRB的恢复力特性进行了研究和分析。蔡克铨等人研究了10种不同无粘结材料对BRB滞回反应的影响。1999年9月,台湾集集地震(台湾921地震)之后,对即将完成的
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