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(dān)結(jié)構(gòu)的水平地震力,而約束構(gòu)件則僅對(duì)支撐的受壓屈曲行為進(jìn)行限制,從而使支撐在拉壓兩個(gè)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(qiáng)度和剛度退化以及容易發(fā)生疲勞斷裂等性能問(wèn)題,其在拉壓兩個(gè)方向的強(qiáng)度和剛度基本一致。對(duì)于裝有屈曲約束支撐并經(jīng)過(guò)適當(dāng)設(shè)計(jì)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(dāng)“結(jié)構(gòu)保險(xiǎn)絲構(gòu)件”的角色,有效避免結(jié)構(gòu)在大震中發(fā)生嚴(yán)重?fù)p傷。
二、屈曲約束支撐技術(shù)優(yōu)點(diǎn)
若把支撐按照大震地震力進(jìn)行穩(wěn)定性設(shè)計(jì),雖然可做到支撐不屈曲,但卻會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)太剛太強(qiáng),地震力也隨之增加,梁柱截面顯著增大,工程造價(jià)提升。因此,在當(dāng)前抗震設(shè)計(jì)中,由于經(jīng)濟(jì)性要求的限制,普通支撐僅能按小震地震力進(jìn)行穩(wěn)定性設(shè)計(jì),當(dāng)?shù)卣鹆Τ^(guò)小震而達(dá)到中震或大震水平后,普通支撐必定會(huì)受壓屈曲,在地震往復(fù)作用下發(fā)生疲勞斷裂,在拉壓兩個(gè)方向都失去作用,即使改變支撐的布置形式也無(wú)法將破壞模式改變。
屈曲約束支撐只需根據(jù)強(qiáng)度選擇截面,采用屈曲約束支撐來(lái)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(shí)給結(jié)構(gòu)提供足夠的剛度和阻尼,無(wú)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(shè)計(jì)時(shí),屈曲約束支撐可簡(jiǎn)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(guò)小修后便可立即投入使用,減少震后修復(fù)的時(shí)間和經(jīng)濟(jì)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(jìn)一步提高,不易在地震中發(fā)生金屬斷裂。
