屈曲约束支撑与不同结构连接技术研究_邓松波_王超_李作军_李栋

表1 Table 1
预埋件承 载力 / kN 1 500 ～ 3 000 3 000 ～ 5 000 5 000 ～ 8 000 t b1 / mm 20 30 40 t b2 / mm 20 30 40
著，H 型钢近节点板翼缘的中部与混凝土脱开， 两 边与混凝土接触；H 型钢远节点板翼缘的中部向受 拉方向突起变形。
屈曲约束支撑用于混凝土结构能极大提高其抗震 性能， 而屈曲约束支撑如何与混凝土结构连接是其 应用于混凝土结构中的关键。 屈曲约束支撑与混 凝土框架的连接较复杂， 屈曲约束支撑与混凝土结 构连接的常用节点形式有： ① 预埋锚筋节点 适用 于设计承载力 ＜ 1 500kN 情况， 技术成熟， 经济性
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2 ） 加强板与节点板连接焊接提前完成 → 加强 板与支撑弹性头对接→节点板与支撑弹性头对接。 对以上 2 种节点不同焊接顺序产生的焊接残余 应力、 位移以及温度的检测方法为： 在 ① 号区域和 ③号区域各布置 9 个应变片， 其中 3 个放置在加强 板位置；② 号区域和 ④ 号区域为温度测试区域； 同 时在①， ② 号区域设置挂点挂重锤， 重锤下端各放 置 1 个百分表测量挠度；监测点布置如图 6 所示；应 变采集采用 DH3816 静态应变测试分析系统。
图1 Fig． 1 屈曲约束支撑基本构成 Basic composition of buckling restrained brace
地位， 但其 抗 震 性 能 较 钢 结 构 差， 震 后 修 复 困 难。
* 中国新兴建设开发总公司 2012 科技立项： BＲB 屈曲约束支撑安 1） 装技术（ 企业 2012［作者简介］ 邓松波， Email：ququyueshu@ 163． com 项目总工程师， ［收稿日期］ 20131015
件放置位置 → 预埋件吊运 → 预埋件放置到位 → 预 埋件固定。 安装要点包括： ① 预埋件安装时应先根据深化 图纸标记预埋件安装位置， 预埋件腹板应与节点板 对齐， 预埋件在同一平面内； ② 预埋件现场采用塔 式起重机或汽车式起重机吊运， 放置到位后再进行 钢筋绑扎； 做好临时固定措施， 防止预埋件发生移 ； ， 位 钢筋绑扎完后 再次复核预埋件位置， 无误后进 行混凝土浇筑； ③ 混凝土浇筑时， 预埋件位置处应 振捣密实， 可配合使用铁钎捣实， 振捣时不要碰到 预埋件；根据现场需求， 可在预埋件上开排气口， 保 证振捣密实。 当屈曲约束支撑预埋件安装完毕， 混凝土浇筑 完成并达到设计要求强度后， 可进行屈曲约束支撑 与预埋件的连接， 其连接方式为屈曲约束支撑节点 板直接与结构预埋件焊接。 2 2. 1 2. 1. 1 屈曲约束支撑与新建钢结构的连接 屈曲约束支撑与钢结构焊接连接 焊接连接顺序的理论分析
1. 2. 1
腹板开缝 H 型钢预埋件节点的理论分析 为了研究腹板开缝 H 型钢预埋件节点的受力
性能， 采用通用有限元分析软件 ABAQUS 对该类节 点进行分析。 腹板开孔 H 型钢预埋件斜撑梁柱模 型节点， 如图 3 所示。模型分析时采用位移加载， 荷 ， 载在加载初期随位移线性增长 当荷载达到一定值 H 型钢预埋件腹板的近节点板端屈服 ， 时， 荷载进一 H 型钢腹板塑性区域逐渐向远离节点板方 步增大， H 型钢预埋件腹板近节点板端拉剪变形显 向开展，
邓松波等：屈曲约束支撑与不同结构连接技术研究
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不影响外观， 但承载力小； ② 分段预 好， 施工方便， 埋钢骨 适用于设计承载力 1 500 ～ 5 000kN 情况， 不影响外观， 但施工麻烦， 不利于梁、 柱构件受力； ③整体预埋钢骨 适用于设计承载力 ＞ 5 000kN 情 况， 承载力大， 不影响外观， 但经济性差， 施工不便。 由现有的支撑与混凝土结构连接技术可以看 出， 屈曲约束支撑与混凝土结构的连接节点仍需进 一步研究， 以提出既能满足高承载力支撑要求， 又 能方便施工， 同时具有较好经济性的混凝土预埋件 节点。这对推进屈曲约束支撑在我国的广泛应用 具有重要的工程意义和实用价值 。 1. 2 屈曲约束支撑与混凝土结构连接腹板开缝式 连接节点 在新建混凝土结构中必须设置预埋件， 预埋件 采用新型的腹板开孔 H 型钢板 （ 见图 2 ） 。 预埋件 的条状腹板宽度 S1 与开孔宽度 S2 可以灵活调整， 以配合混凝土梁、 柱箍筋的布置； 预埋件的翼缘 t b1 、 腹板厚度 t b2 可以根据预埋件的设计承载力要求调 整， 如表 1 所示。
Ｒesearch on the Connection of Buckling Ｒestrained Brace with Different Structures
Deng Songbo， Wang Chao， Li Zuojun， Li Dong
（ China Xinxing Construction ＆ Development General Co． ，Beijing 100039 ， China）
图4 Fig． 4 位移曲线 单剪、 单拉节点力Curves of force and displacement
at the tension joints or shear joints
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施工技术
第 43 卷
刚度等理论分 经过对 新 型 预 埋 件 的 承 载 力、 析、 试验验证， 这种连接节点的屈服承载力、 极限承 载力、 刚度等各项受力性能达到设计和预期指标 ， 适合于混凝土框架结构中屈曲约束支撑安装连接 施工， 力学性能优异， 能满足 1 500 ～ 5 000kN 等级、 ＞ 5 000kN 等级要求， 该连接节点还具有安装简单、 施工方便、 成本低、 外观影响小等特点， 在国内属于 首创， 与国外相关技术相比， 达到领先水平。 1. 2. 3 预埋件安装方法及与屈曲约束支撑连接 预埋件现场施工时主要顺序为： 现场标记预埋
图6 Fig． 6 位移以及温度 焊接残余应力、 监测点布置 Monitoring points layout of welding residual stress， displacement and temperature
通过对试验结果的分析， 得出第 2 种焊接顺序 产生的焊接残余应力较小， 因而第 2 种焊接顺序更 为合理。 2. 1. 2 焊接连接施工方法 十字形接头是焊接型屈曲约束支撑焊接连接 常用接头， 现场焊接采用下列焊接顺序： 加强板与 节点板连接焊接 → 加强板与支撑弹性头对接 → 节 点板与支撑弹性头对接。 2. 2 屈曲约束支撑与钢结构高精度销轴的连接 为提高屈曲约束支撑销轴安装的精度， 充分发 挥其抗震耗能作用， 在销轴连接时采取以下措施。 1 ） 与支撑相连的连接板采用低合金高强度钢 （ 主要 为 Q390 / Q420 ） ， 增 加 安 全 性， 降低连接板 厚度。 2 ） 连接板需要与支撑耳板配套加工， 全部由屈 曲约束支撑生产单位加工， 销轴插入耳孔后的活动 间隙由原来的 2 ～ 2. 2mm 提升至 0. 3 ～ 0. 5mm， 精度
Abstract： By the different designs， theoretical analysis， experimental verification and engineering practice of the buckling restrained braces connecting joints with different structures，different welding sequence of the connection joints between the buckling restrained braces and steel structures are researched to find the most reasonable joints welding sequence． Because there is no existing connection forms of the connecting joints between the buckling restrained braces and concrete structures， a new connection form is put forward ，and the theory analysis and experimental verification is carried out． The connection problems among the buckling restrained braces， steel structures， concrete structures and existing concrete structures are solved． Key words：tall buildings；braces； joints； welding；pin connector 0 引言 约束芯板材料屈 屈曲约束支撑是由芯板材料、 曲的套管和位于芯板材料和套管间的无黏结材料 及填充材料组成的一种支撑构件。 这是一种受拉 时同普通支撑， 而受压时承载力与受拉时相当且具 有消能机制的支撑。图 1 为屈曲约束支撑的基本构 成。屈曲约束支撑仅芯板与其他构件连接， 所受的 荷载全部由芯板承担， 外套筒和填充材料仅约束芯 板受压屈曲。 1 屈曲约束支撑与新建混凝土结构的连接 1. 1 屈曲约束支撑与混凝土结构连接的主要形式 现阶段， 混凝土结构仍居我国工程建设的主导
屈曲约束支撑与钢结构连接节点主要由弹性 头、 加强板和节点板 3 部分组成， 如图 5 所示。
预埋件规格

Embedding plates sizes
栓钉型号 16 （ L = 120mm） 18 （ L = 120mm） 20 （ L = 120mm） 备注 80mm 宽 80mm 宽 80mm 宽
到设计和预期指标。单剪、 单拉节点力位移曲线如 图 4 所示。
图2 Fig． 2
腹板开缝 H 型钢预埋件节点 Joints of Hshaped embedding steel with slot in the web