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防屈曲約束支撐的基本工作原理

日期:2020-12-09 點(diǎn)擊量:

   防屈曲約束支撐是在受壓和受拉狀態(tài)下均能達(dá)到屈服的新型阻尼器,力學(xué)性能較傳統(tǒng)支撐更為穩(wěn)定。因此,BRB根據(jù)其特有的性質(zhì)既能夠提高結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度,又能夠大量地消耗輸入結(jié)構(gòu)的地震能量。在結(jié)構(gòu)中安裝BRB后,結(jié)構(gòu)承受水平荷載的時(shí)候,BRB就能夠成為抵御水平荷載的第一道防線,第一道防線破壞后,第二道防線是框架。盡管,目前BRB形式很多,但基本原理相似,BRB中支撐的中心是芯材(SteelCore),為了防止芯材受壓的過(guò)程中整體屈曲,即在受拉和受壓的過(guò)程中芯材都能達(dá)到屈服,芯材被置于一個(gè)鋼套管(Stee1Tube)內(nèi),然后在套管內(nèi)灌注混凝土或砂漿。為了減小或消除芯材受軸力時(shí)傳給砂漿或混凝土的力,而且由于泊松效應(yīng),芯材在受壓情況下會(huì)膨脹,因此在芯材和砂漿之間設(shè)有一層無(wú)粘結(jié)材料或非常狹小的空氣層(Gap)。

    防屈曲支撐基本構(gòu)成防屈曲約束支撐的工作原理防屈曲約束支撐僅芯板與其他構(gòu)件連接,所受的荷載全部由芯板承擔(dān),外套筒和填充材料僅約束芯板受壓屈曲,使芯板在受拉和受壓狀態(tài)下均能進(jìn)入屈服,因而,防屈曲支撐的滯回性能優(yōu)良。防屈曲支撐一方面可以避免普通支撐拉壓承載力差異顯著的缺陷,另一方面具有金屬阻尼器的耗能能力,可以在結(jié)構(gòu)中充當(dāng)"保險(xiǎn)絲",使得主體結(jié)構(gòu)基本處于彈性范圍內(nèi)。因此,BRB防屈曲約束支撐的應(yīng)用,可以全面提高傳統(tǒng)的支撐框架在中震和大震下的抗震性能。


    防屈曲支撐在彈性階段工作時(shí),就如同普通支撐一樣,可為結(jié)構(gòu)提供很大的抗側(cè)剛度,可用于抵抗小震以及風(fēng)荷載的作用。而防屈曲支撐在彈塑性階段工作時(shí),變形能力強(qiáng)、滯回性能好,就如同一個(gè)性能優(yōu)良的耗能阻尼器,可用于結(jié)構(gòu)抵御強(qiáng)烈的地震作用。也就是說(shuō),在多遇地震下,BRB防屈曲約束支撐僅起到普通鋼支撐的作用,不提供給結(jié)構(gòu)等效阻尼比,而在設(shè)防地震作用下,防屈曲支撐開(kāi)始屈服,其有明顯的耗散性能,減震作用接近阻尼指數(shù)較大的粘滯流體阻尼器。


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