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1、防屈曲支撑构件技术研究防屈曲支撑结构摘要本文针对加强土木工程结构减震技术，进行研究和开发，具体设计了一种建筑结构构件，特别是一种用于减震耗能的防屈曲支撑。本实用新型防屈曲耗能支撑结构是在其中增设了固体阻尼材料层，吸收建筑系统外部输入能量的能力大大增强，轴心处钢板的承载状况得到了明显改善，对外部约束的强度要求大大降低，因此不需要在混凝土层外部设置钢管进行强化约束，极大的简化支撑构件的结构。本项目为科技发明制作，结构简单，减震耗能效果显著，可以广泛应用于采用钢与混凝土组合结构的大型土木工程建筑，特别是高层建筑，它可以有效提高建筑的抗震安全性能，有利于进一步延长建筑的使用寿命，其经济效益与社会效益十
2、分显著。关键字：防屈曲支撑结构；减震技术；阻尼材料层。Anti-buckling support structureAbstractIn this paper, civil engineering structure to enhance shock absorption technology, research and development, specific design elements of a building structure, in particular, is a shock absorber for the energy of the anti-buckling supp
3、ort. Anti-buckling of the utility model to support the structure of energy consumption is a solid in which the additional layer of damping material to absorb external input of energy building systems the ability to greatly enhance, the axis of the bearing plate Office has been marked improvement in
4、the situation, the intensity of external constraints greatly reduce the requirements and therefore do not need to set up the external layer of concrete to strengthen the bound by steel, which greatly simplified the structure of the support component. The project for the production of scientific and
5、technological inventions, simple structure, effective shock absorption energy can be widely used in steel and concrete composite structure of large civil engineering construction, especially in high-rise buildings, which can effectively improve the seismic safety performance of construction is condu
6、cive to further extend the service life of buildings, the economic and social benefits are very significant.Keywords: Anti-buckling support structure; damping technology; damping material layer.目录1、 技术领域概述5背景52、 当前国内外研究水平概述53.1国外研究53.2国内研究83、 已有试验研究84.1试验过程84.2结论与分析114.3应用与问题114、 问题提出145、 新型防屈曲支撑结构1
7、46.1发明的目的14 6.2设计基本思路146.3新型防屈曲支撑构件介绍14 6.3.1主要组成14 6.3.2基本原理14 6.3.3试验与研究15 6.3.4使用说明176.3.5创新点186.3.6优势187、结论19参考文献20附录23防屈曲支撑构件技术研究1、技术领域概述本实用新型属于土木工程结构减震技术领域，具体涉及一种建筑结构构件，特别是一种用于减震耗能的防屈曲支撑。2、背景现代建筑的发展越来越趋向于高大化，因此在设计过程中必须考虑建筑结构的抗震性能，特别是位于地震高发区的建筑，尤其需要注意。除预防地震破坏外，许多建筑的设计还需要考虑抗风性能。钢材由于其良好的材料性能，被广泛用
8、于许多大型土木工程中，目前在建的高层建筑物中，以钢结构或钢与混凝土组合结构应用最为普遍。在这些建筑结构系统中，大多采用抗弯框架体系、 支撑框架体系以及双重结构体系，特别是以抗弯框架体系最为常用。但是对于应用抗弯框架体系的高层建筑物而言，由于框架的负荷很大，结构的变形往往超过规范规定的极限值，因此结构需要提高整体的刚度。另外，在地震等外力的作用下，结构会产生过大的变形，造成震后结构修复困难或修复成本过高，因而不符合经济性要求。传统的支撑钢结构体系在受压或强震时会产生屈曲，往往需要使用较大截面尺寸的钢支撑材料才能满足使用要求，因此经济性也较差。而且，上述结构即使增大了支撑钢构件的断面尺寸，仍然无法
9、保证在强震作用下彻底避免屈曲的发生，因此存在安全隐患。3、当前国内外研究水平概述 3.1国外研究为防止钢支撑受压时的局部和整体失稳，增强低周疲劳性能，部分学者尝试采用外部约束方法。通常采用钢管混凝土或钢筋混凝土作为外包约束（见图1.1），这种支撑称为防屈曲支撑（Buckling-restrained brace, 简称BRB支撑），其受力性能与普通支撑的比较如图1.2所示。日本学者改进了普通BRB支撑构造，在外包约束与核心钢支撑之间设置了无粘结材料，称为无粘结支撑（Unbonded brace，简称UBB支撑），进一步提高了BRB支撑屈服后的低周疲劳性能，并采用低屈服强度、高延性钢材作为核心钢
10、支撑，使其成为一种位移型耗能阻尼器。1971年，Yoshino等人提出防屈曲钢支撑，首先开始以剪力墙为外约束的BRB支撑试验研究。1973年Wakabayashi等人通过1/5比例构件试验和1/2比例两层钢支撑框架试验，研究了无粘结材料和剪力墙配筋的影响。19761979年Kimura首先进行了钢管混凝土约束BRB支撑研究，对比了核心钢支撑与约束混凝土间有无缝隙的试验结果，指出当外约束钢管混凝土的失稳承载力是核心钢支撑屈服承载力的1.9倍时，钢支撑核心就不会发生失稳破坏。1979年Mochizuki直接采用钢筋混凝土包裹钢支撑，并在核心钢支撑与外包钢筋混凝土之间加入了一层弹性模量较低的材料，但
11、发现在低周疲劳试验中，随着混凝土的开裂，外包钢筋混凝土对核心钢支撑的约束效果明显下降。在此基础上，1988年Fujimoto和Wada等人研究和改进了防屈曲支撑的构造，制作了无粘结支撑。此后，Nagao等人对方钢管混凝土约束BRB支撑和钢筋混凝土约束BRB支撑（H型钢核心）进行了试验和理论研究，提出了BRB支撑的构造要求。上世纪90年代，随着工程应用的发展，出现了多种形式的BRB支撑，如表1.1所示。图1.1 UBB支撑的构造和基本组成图1.2 BRB支撑与普通支撑受力性能的比较Iwata对表1.1中标识“*”的1、7、9、10，4种BRB支撑进行了对比试验，试验表明Fujimoto提出的BRB支撑1（日本称为UBB支撑）性能明显优于其他3种。这种BRB支撑拉压等强，屈服后滞回性能稳定。目前，日本已有200多栋，美国有13栋建筑采用了这种支撑。美国钢结构协会（AISC）和加州工程师协会（SEAOC）已经将BRB支撑框架的设计写入AISC/SEAOC(2001)和AISC(2002)，FEMA368中也加入了BRB支撑框架的设计方法和试验指标BRB支撑介绍到国内后，开始被我国结构工程师所接受，并已尝试在一些工程中进行了应用，但对BRB支撑的试验研究较少，对BRB支撑的设计
