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防屈曲约束支撑的基本工作原理

日期:2020-12-09 点击量:

   防屈曲约束支撑是在受压和受拉状态下均能达到屈服的新型阻尼器,力学性能较传统支撑更为稳定。因此,BRB根据其特有的性质既能够提高结构的抗侧刚度,又能够大量地消耗输入结构的地震能量。在结构中安装BRB后,结构承受水平荷载的时候,BRB就能够成为抵御水平荷载的第一道防线,第一道防线破坏后,第二道防线是框架。尽管,目前BRB形式很多,但基本原理相似,BRB中支撑的中心是芯材(SteelCore),为了防止芯材受压的过程中整体屈曲,即在受拉和受压的过程中芯材都能达到屈服,芯材被置于一个钢套管(Stee1Tube)内,然后在套管内灌注混凝土或砂浆。为了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(Gap)。

    防屈曲支撑基本构成防屈曲约束支撑的工作原理防屈曲约束支撑仅芯板与其他构件连接,所受的荷载全部由芯板承担,外套筒和填充材料仅约束芯板受压屈曲,使芯板在受拉和受压状态下均能进入屈服,因而,防屈曲支撑的滞回性能优良。防屈曲支撑一方面可以避免普通支撑拉压承载力差异显著的缺陷,另一方面具有金属阻尼器的耗能能力,可以在结构中充当"保险丝",使得主体结构基本处于弹性范围内。因此,BRB防屈曲约束支撑的应用,可以全面提高传统的支撑框架在中震和大震下的抗震性能。


    防屈曲支撑在弹性阶段工作时,就如同普通支撑一样,可为结构提供很大的抗侧刚度,可用于抵抗小震以及风荷载的作用。而防屈曲支撑在弹塑性阶段工作时,变形能力强、滞回性能好,就如同一个性能优良的耗能阻尼器,可用于结构抵御强烈的地震作用。也就是说,在多遇地震下,BRB防屈曲约束支撑仅起到普通钢支撑的作用,不提供给结构等效阻尼比,而在设防地震作用下,防屈曲支撑开始屈服,其有明显的耗散性能,减震作用接近阻尼指数较大的粘滞流体阻尼器。


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