一、屈曲約束支撐的產生及作用
屈曲約束支撐在地震作用下,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。
鋼支撐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。對于裝有屈曲約束支撐并經過適當設計的建筑物,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”的角色,有效避免結構在大震中發生嚴重損傷。
二、屈曲約束支撐技術優點
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,在地震往復作用下發生疲勞斷裂,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強度選擇截面,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。
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。
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。
