屈曲約束支撐
產品詳情
u基本原理:防屈曲支撐(亦稱屈曲約束支撐)是一種利用鋼材宏觀上發生軸向拉壓塑性變形來消耗地震能量的位移相關型耗能減震裝置,同時也是一種宏觀上不會發生屈曲的鋼支撐構件,其主要由承受軸力的鋼支撐內芯以及支撐外圍的約束構件兩部分組成。在地震作用下,鋼支撐內芯主要承擔結構的水平地震力,而約束構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。
由于受到約束構件的外圍套箍作用,鋼支撐內芯可以在拉壓受力狀態下沿全截面和全長充分屈服耗散地震能量而不會發生屈曲而退出工作。這種特殊的受力特性可以最大限度地發揮鋼材良好的耗能能力,同時很好解決了普通支撐受壓屈曲后出現強度和剛度退化,以及容易發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,滯回曲線飽滿穩定。對于裝有屈曲約束支撐并經過適當設計的結構物,屈曲約束支撐可在地震中先于結構耗能,轉移結構中的能量分布,從而充當“結構保險絲構件”(若把結構物比作汽車,屈曲約束支撐保險絲構件就相當于汽車前面的防撞欄)的角色,有效避免結構在大震中發生嚴重損傷。地震過后,只需對“保險絲構件”進行局部更換,原結構可繼續投入使用,很好地解決了震后修復問題,大大減輕經濟損失,工程總體經濟效益與社會效益十分明顯。
u 技術優勢:若把支撐按照大震地震力進行穩定性設計,雖然可做到支撐不屈曲,但卻會導致結構太剛太強,地震力也隨之增加,梁柱截面 顯著增大,工程造價顯著提升。因此,在當前抗震設計中,由于經濟性要求的限制,普通支撐僅能按小震地震力進行穩定性設計,當地震力超過小震而達到中震或大震水平后,普通支撐必定會受壓屈曲,并在地震往復作用下發生疲勞斷裂,最終在拉壓兩個方向都退出工作,即使改變支撐的布置形式也無法改變該破壞模式。以上問題充分說明,屈曲約束支撐在將來必然會逐漸替代普通支撐,成為結構物的主要抗側力構件以及大震保險絲構件。
u抗震性能超越
◎ 屈曲約束支撐采用拉壓屈服的耗能方式,比傳統的彎曲、剪切或扭轉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可不出現焊接,抗疲勞斷裂性能進一步提高,不易在地震中發生金屬斷裂。
u結構設計靈活簡便
◎ 屈曲約束支撐只需根據強度選擇截面,并可通過改變支撐內芯各段長度來輕易調整支撐剛度,設計更加簡便靈活。
◎ 對于平面不規則結構,其剛度中心和質量中心往往不一致,此時采用屈曲約束支撐來調整結構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構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。
◎ 在結構體系設計時,屈曲約束支撐可簡化為二力桿模型,本構關系可采用雙線性模型,力學模型更簡單。
u結構震后修復簡便
◎ 震后只需更換屈曲約束支撐部件,主體結構經過小修后便可立即投入使用,減少震后修復的時間和經濟損失。
u降低結構總體造價
◎ 屈曲約束支撐消耗了大量的地震能量,因此可減小結構梁柱截面尺寸,減輕基礎所承受的結構自重負擔,一般可使結構總體造價 降低5%—10%。
u可靠性與可維護性高
◎ 與粘滯阻尼器和摩擦阻尼器相比,屈曲約束支撐不存在漏油的問題,屈服力取決于鋼材材性,不會受自然環境改變而發生顯著變 化,因此其性能更加可靠穩定。