屈曲约束支撑基本原理及设计方法概述
屈曲约束支撑施工工法
屈曲约束支撑施工工法屈曲约束支撑施工工法是一种常用于大型建筑工程中的施工技术。
通过使用这种工法,可以提高工程的稳定性和安全性,同时减少工程的成本和工期。
1. 概述屈曲约束支撑施工工法是一种通过将建筑物的结构支撑和约束在施工过程中,以提高结构的稳定性和安全性的技术。
这种工法广泛应用于高层建筑、桥梁、隧道、水坝等大型工程中。
2. 工法原理屈曲约束支撑施工工法的基本原理是通过在施工过程中设置临时支撑和约束装置,将受力构件通过屈曲的方式将施工载荷传递到地基或其他支撑结构上,以减小施工对结构的影响。
这种工法可以有效降低结构温度、浇筑荷载、风载和地震等因素造成的结构应力和变形。
3. 工法施工流程屈曲约束支撑施工工法的施工流程一般包括以下几个步骤:3.1 准备工作在进行屈曲约束支撑施工前,需要进行详细的工程测量和设计,确定临时支撑和约束装置的位置和参数。
同时还需要制定详细的施工计划和安全措施,并配备必要的施工设备和工具。
3.2 设置临时支撑根据设计要求,在施工现场设置临时支撑装置,通常是使用钢管扣件和脚手架等材料进行搭建。
临时支撑应具有足够的强度和刚度,以承受施工期间的荷载。
3.3 施工约束在进行主体结构施工前,需要对结构的受力构件进行约束。
常用的约束方法包括使用拉索、钢丝绳、钢板等材料,将构件约束在临时支撑装置上,使其在施工过程中保持稳定。
3.4 施工过程中的监测和调整在进行施工过程中,需要进行结构的监测和调整。
通过使用位移监测仪器和其他相关设备,对结构的变形和应力进行实时监测,并根据监测结果对临时支撑和约束装置进行调整,确保施工过程中结构的安全性。
4. 工法优势屈曲约束支撑施工工法具有以下优势:4.1 提高结构的稳定性和安全性通过对结构进行约束和支撑,在施工过程中减小结构的应力和变形,提高结构的稳定性和安全性。
4.2 减少结构的成本和工期屈曲约束支撑工法可以减少施工过程中对结构的影响,减小施工荷载和温度变形等因素对结构的影响。
屈曲约束支撑设计
屈曲约束支撑设计近年来,屈曲约束支撑技术在工程设计中得到了广泛应用。
屈曲约束支撑设计是一种利用结构材料的屈曲特性来增加结构的承载能力的方法,通过合理的设计和施工,可大幅度提高结构的稳定性和安全性。
本文将针对屈曲约束支撑设计进行深入探讨,旨在帮助读者更好地了解和应用该设计技术。
一、屈曲约束支撑的概念与原理屈曲约束支撑是一种通过增加约束力来提高结构承载能力的方法。
其基本原理是通过使用屈曲杆件或支撑构件,将结构的屈曲变形转化为约束变形,从而提高结构的稳定性。
屈曲约束支撑可以分为两种类型:弯曲屈曲约束和压杆约束。
弯曲屈曲约束通过增加结构的刚度,将结构的屈曲变形转化为弯曲变形;压杆约束则通过施加压力,将结构的屈曲变形转化为压杆行为,从而增加结构的承载能力。
二、屈曲约束支撑设计的优势与应用领域1. 优势:(1)提高结构的承载能力:屈曲约束支撑设计能够显著提高结构的承载能力,使得结构能够安全地承受更大的荷载。
(2)降低结构成本:相比传统的加固方法,屈曲约束支撑设计更为经济实用,减少了材料的使用量和施工难度,从而有效降低了结构的成本。
(3)节约施工时间:由于屈曲约束支撑设计采用了简化的施工工艺,可减少结构改造所需的时间,提高工程进度。
2. 应用领域:屈曲约束支撑设计广泛应用于各类工程结构的加固与改造中,特别适用于以下场景:(1)钢结构框架:对于具有较长结构单元或需要提高刚度和稳定性的钢结构框架,屈曲约束支撑设计能够有效提升其承载能力。
(2)混凝土结构:屈曲约束支撑设计可应用于混凝土柱、梁等构件的加固与改造,提高其抗震性能和承载能力。
(3)土木工程:在桥梁、隧道、地基加固等土木工程中,屈曲约束支撑设计可有效提高结构的稳定性和安全性。
三、屈曲约束支撑设计的实施步骤1. 结构评估和分析:首先对待加固的结构进行评估和分析,确定其受力情况、强度和稳定性等参数。
2. 设计约束支撑方案:根据结构的具体情况,采用合适的约束方式(弯曲屈曲约束或压杆约束),设计约束支撑方案。
屈曲约束支撑设计
屈曲约束支撑设计(Buckling-restrained braced frame,BRBF)是一种结构支撑系统,用于提高钢结构在地震等极限荷
载情况下的性能和抗侧扭刚度。
它主要由以下几个组成部分构成:
1. 支撑框架(Braced frame):支撑框架通常由构件
(如钢管)组成,用于承担结构的地震荷载。
支撑框架安装在
结构的某些敏感区域,以增加其整体的刚度和稳定性。
2. 屈曲约束(Buckling restraint):屈曲约束是支撑框架的关键部分,用于限制支撑框架在极端荷载下的屈曲变形。
通常,通过在支撑框架的节点或其附近放置屈曲约束装置,如
捆绑或加固构件。
3. 副约束(Secondary restraints):副约束是用于增加系统整体刚度和稳定性的辅助构件。
它们可以包括水平连接件、抗扭加固、地板系统等,以提供更好的侧向稳定性和抵抗扭转
的能力。
屈曲约束支撑设计的原理是通过在结构中引入屈曲约束装置,限制支撑构件的屈曲变形,从而提高结构的整体稳定性和
抗侧向荷载能力。
它在地震作用下表现出良好的耗能能力,减
小了结构的损伤和塌方风险。
BRBF广泛应用于钢结构建筑和桥梁等工程中,特别是在地震活跃区域。
它的设计需要根据具体的结构和设计要求进行,包括结构的荷载、材料特性、节点设计和屈曲约束装置的选型等方面。
设计人员应根据规范和标准进行合理设计和施工,确保屈曲约束支撑系统的可靠性和安全性。
约束屈曲支撑-框架结构体系分析
约束屈曲支撑-框架结构体系分析约束屈曲支撑框架结构体系(CFT)是一种新型的钢结构体系,它具有承载能力强、刚度大、寿命长等优点。
该体系首次出现于日本土木工程领域,在地震频繁发生的日本,CFT体系得到了广泛的应用,成为建筑抗震设计的重要手段之一。
本文将以CFT框架结构为研究对象,对其结构体系进行分析与总结。
1.结构原理CFT框架结构由端柱、梁和中柱组成,整个结构被钢管约束以增强其承载力和刚度。
CFT框架结构中,端柱和梁受到外力作用时,钢管将其受力情况转化为轴向力、剪力和弯矩,进而通过约束作用将外力传递到中柱,使得整个结构具有良好的抗震能力和抗弯刚度。
2.主要组成部分CFT框架结构的主要组成部分包括钢管、端柱、梁和中柱等。
其中,钢管作为整个结构的约束层,起到了增强结构承载力和刚度的作用。
端柱作为结构的受力支撑,不仅负责承担外力作用,还承担着约束钢管的作用。
梁作为结构的横向支撑构件,防止整个结构产生侧移或变形。
中柱则作为结构的传力构件,将外力传递到地基或者下层结构上,起到承受压力的作用。
3.结构特点CFT框架结构具有很多优点,主要特点如下:3.1 承载能力强由于钢管的约束作用,CFT框架结构具有很强的承载能力。
在地震等极端情况下,CFT 框架结构可以有效抵御外力的作用,保证建筑整体的安全性。
3.2 刚度大CFT框架结构具有很大的抗弯刚度和抗剪刚度,可以有效抵抗外力作用,保证建筑的稳定性和安全性。
3.3 寿命长由于钢管的保护作用,CFT框架结构具有良好的耐久性。
相比于其他传统的结构体系,CFT框架结构的使用寿命更长,更稳定。
4.典型应用案例CFT框架结构在国内外有很多成功的应用案例,在建筑抗震设计中具有重要作用。
其中一些典型的应用案例包括:4.1 昆明国贸天阶昆明国贸天阶是一座标志性高层建筑,采用CFT框架结构体系。
其主要结构构件采用Φ711×25mm大口径钢管,整座建筑共有135层,高达528米。
屈曲约束支撑施工工法
屈曲约束支撑施工工法屈曲约束支撑施工工法1.概述屈曲约束支撑施工工法是一种常用于地下结构施工中的支撑技术。
它通过使用屈曲约束支撑杆件,能够有效地降低土体变形,提高施工安全性和效率。
2.屈曲约束支撑杆件原理屈曲约束支撑杆件的原理是通过在围护结构的两侧设置支撑杆件,利用其在地下活动土层中的变形,对围护结构施加水平约束力。
这种约束力能够抵抗土体的侧向位移和变形,从而保证施工的稳定性和安全性。
3.屈曲约束支撑杆件的材料和规格屈曲约束支撑杆件通常采用高强度钢材制造,常见的材料有Q235和Q345。
杆件的规格根据具体工程需要而定,包括直径、壁厚和长度等参数。
根据施工要求,杆件可以进行预制加工或现场切割。
4.屈曲约束支撑杆件的施工步骤4.1 土层调查和分析:在施工前进行土层调查和分析,确定土体的力学性质和变形特性,为选择合适的支撑杆件提供依据。
4.2 杆件安装:根据设计要求,选择合适的杆件直径和长度,进行预制加工或现场切割。
然后,将杆件插入事先布设的孔眼中,并进行固定。
4.3 固结材料注入:在杆件安装完成后,通过注入固结材料,如混凝土或灌浆材料,将杆件与土体紧密连接起来,增加约束效果,并提高整体稳定性。
4.4 监测和调整:在施工过程中,对支撑杆件进行监测和调整,及时发现并处理变形和位移等异常情况,确保施工的安全性和稳定性。
5.应用范围屈曲约束支撑施工工法广泛应用于各类地下工程,如地下隧道、地下室、地铁车站等。
它能够在不同土体条件下发挥作用,对于较松软、易变形的土层尤为有效。
6.优缺点6.1 优点:- 施工效率高,可以实现快速施工。
- 支撑效果好,能够有效地控制土体变形。
- 施工过程中噪音、振动少,对周围环境影响小。
6.2 缺点:- 对杆件材料的要求高,需要选择高强度钢材。
- 施工过程中需对杆件进行监测和调整,增加了工作量和复杂度。
7.安全注意事项- 施工前要进行充分的土层调查和分析,确保选择合适的支撑杆件。
- 杆件安装过程中要确保杆件的稳定性和固定性。
屈曲约束支撑基本原理
屈曲约束支撑基本原理1. 屈曲约束支撑的背景嘿,大家好!今天我们来聊聊一个在建筑领域里绝对不容小觑的“神兵利器”——屈曲约束支撑。
听起来像是个高大上的名字对吧?但别担心,我们会把它拆开讲,保证让你既听得懂又不觉得枯燥。
先说说屈曲约束支撑的来历。
它的诞生其实有点像老爷车的诞生——最开始,大家都是觉得车轮和车架就够了,殊不知汽车的安全性和舒适性都是靠细节来提升的。
同样,建筑也不是光靠几根钢筋就能稳固的,屈曲约束支撑就是为了填补这些细节中的空白而诞生的。
2. 屈曲约束支撑的基本原理2.1 支撑的作用那么,屈曲约束支撑到底是干啥的呢?咱们可以把它想象成一个“超级助攻”。
在建筑里,尤其是高层建筑或者大跨度的桥梁中,结构需要抵抗各种各样的力,比如风、地震这些“大恶霸”。
这些力就像是恶势力入侵你的家,需要有强有力的“守卫”来挡住它们。
屈曲约束支撑就扮演了这个“守卫”的角色,它通过自己的特殊设计,把外来的力量给抵挡住。
2.2 屈曲约束支撑的工作原理讲到这里,大家可能会问,屈曲约束支撑怎么做到的呢?说白了,它就是把支撑和约束两个“好兄弟”结合起来。
支撑的部分就像是建筑的“脊梁”,负责传递力;而约束则像是建筑的“保护伞”,防止支撑受力后变得弯弯曲曲、不堪一击。
举个例子,假如你有个大拇指特别强壮,但你的手掌软弱无力,那你就很难用大拇指做力气活。
屈曲约束支撑就好比是把你的手掌给加固了,这样大拇指就可以放心发挥作用啦。
通过这种组合,屈曲约束支撑可以有效地防止建筑在受到压力时变形或者屈曲,从而保护结构的稳定性。
3. 屈曲约束支撑的实际应用3.1 在高层建筑中的应用好啦,了解了基本原理,接下来咱们看看屈曲约束支撑在实际应用中的表现。
大家都知道,现在很多大城市里高楼大厦林立,像是撑起了一片“钢铁森林”。
这些高楼大厦在设计时可不能马虎,一不小心就可能像多米诺骨牌一样崩溃。
屈曲约束支撑在这里就发挥了关键作用,它帮助这些高楼抵御风力和地震的袭击,让建筑稳稳地站立在大地上。
消能减震技术——屈曲约束支撑
消能减震技术——屈曲约束支撑摘要:消能减震装置已被应用于许多新建建筑和抗震加固工程中。
消能减震装置的分类方法有多种。
本文主要对屈曲约束支撑进行叙述。
关键词:消能减震装置,屈曲约束支撑一、国内外现状20世纪70年代, 国际土木工程界首次提出了结构振动控制的概念。
美国是开展消能减震(振)技术研究较早的国家之一。
早在1972 年竣工的纽约世界贸易中心大厦就安装了10000个粘弹性阻尼器(减小风振)。
日本是结构控制技术应用发展最快的国家, 特别是1995年神户地震发生后, 采用结构控制技术的建筑如雨后春笋般涌现出来。
在加拿大, Pall型摩擦阻尼器已被应用于许多新建建筑和抗震加固工程中, 在减小结构的振动作用时, 还取得较好的经济效益。
20世纪80年代初, 我国土木工程界王光远院士首先引入了结构振动控制的概念, 随后国内土木工程界的广大学者、研究人员深入展开了结构隔震、消能减震、吸振减震、主动控制、半主动控制和混合控制等方向的研究, 理论和试验研究、方案设计、结合实际工程分析研究、试点工程和应用等工作逐步推进, 并朝着标准化、规范化、产业化的方向迈进。
从90年代以来, 我国学者和工程技术人员也致力于该技术的研究与工程实用。
二、效能减震产品的分类消能减震装置的分类方法有多种。
按其与位移、速度的相关性可分为位移相关型消能减震器(如摩擦阻尼器、金属屈服阻尼器和屈曲约束支撑)、速度相关型消能减震器(如粘滞阻尼器)和速度位移相关型消能减震器(如粘弹性阻尼器);按其制造材料可分为金属消能减震器、粘滞阻尼器和粘弹性阻尼器;按其消能减震机理可分为摩擦消能减震器、弹塑性消能减震器、粘滞阻尼器(粘弹性阻尼器)。
2.1屈曲约束支撑概述屈曲约束支撑(Buckling Restrained Brace——简称BRB)主要由内芯耗能单元,外围约束单元与两者之间的缝隙或无粘结材料组成。
内芯单元为钢芯,截面形式多为“一”形、“十”形、“H”形等多种形式:外围约束单元多为纯钢构件或钢管混凝土构件;无粘结材料有硅胶板,橡胶板等多种材料。
屈曲约束支撑工作原理
屈曲约束支撑:让你的身体更加灵活
屈曲约束支撑是一种训练技术,可以帮助提高你的身体灵活性和
稳定性。
具体来说,屈曲约束支撑可以通过结合不同的核心稳定性和
强度训练,来帮助你加强身体的肌肉和韧带,从而实现更好的运动表
现和身体控制。
以下是屈曲约束支撑的工作原理及其优点:
1. 屈曲约束支撑的工作原理
屈曲约束支撑利用对身体的支撑来增强强度和稳定性。
这种技术
通常与简单的俯卧撑、体操、跳跃和其他基本训练相结合,以练习身
体的耐力、柔韧性和质量。
通常,这种训练被用来加强臀部、核心和胸部肌肉的力量,而这
些区域往往是在其他运动中最容易受伤的地方。
因此,通过屈曲约束
支撑的训练,可以帮助缓解肌肉酸痛和运动损伤的风险。
2. 屈曲约束支撑的优点
屈曲约束支撑的训练可以帮助你实现以下几点优点:
- 增加身体的灵活性和运动范围:通过练习这种技术,你可以扩
展你的身体控制能力和运动的范围,从而有助于更好地完成各种运动。
- 增强肌肉和韧带的力量:屈曲约束支撑将主要关注于支持身体
的习惯,从而增加肌肉和韧带的力量,从而更好地抵抗损伤和酸痛。
- 增强稳定性:通过练习这种技术,你可以提高身体的控制能力,从而增加对身体运动的稳定性。
总之,屈曲约束支撑是一种有助于提高身体质量和灵活性的训练
技术。
如果你希望提高自己在各种运动中的表现,那么屈曲约束支撑
绝对是你不可错过的训练技术之一!。
屈曲约束支撑屈服承载力与极限承载力关系
屈曲约束支撑屈服承载力与极限承载力关系1. 引言说到屈曲约束支撑,可能很多人会皱眉,心想这又是什么高深的东西?其实,屈曲约束支撑就是一种在建筑中用来增强稳定性的结构设计。
想象一下,建筑就像是一个巨大的帐篷,风一吹,哗啦啦的,帐篷要是没支撑,那可就麻烦了。
不过,今天我们不讲帐篷,而是来聊聊屈曲约束支撑的屈服承载力和极限承载力之间的关系,听起来有点儿高大上,但其实并不复杂。
2. 基础概念2.1 屈服承载力先说说屈服承载力。
简单来说,就是材料在受到外力时,能承受多大的压力而不发生永久性变形。
就好比你拿着一根木棍,施加压力,直到它弯曲,如果这时候它还是能回到原来的样子,那说明这根木棍的屈服承载力还没到极限。
通俗一点说,就是“使劲儿吧,我还不怕!”这就是屈服承载力的真谛。
2.2 极限承载力再来看看极限承载力。
这个概念可以理解为材料在施加外力时,能够承受的最大力量。
一旦超过这个力量,材料就会发生断裂或彻底失效,像是“啪!”的一声,没了。
这就好比你在健身房举重,如果你能举起100公斤的杠铃,那就是你的极限承载力,一旦超过这个分量,杠铃就可能把你压垮,绝对不是开玩笑的。
3. 二者的关系3.1 屈曲约束支撑的设计思路那么,屈曲约束支撑的设计就要在这两者之间找平衡。
设计师们要考虑的,不仅是如何让建筑在风吹雨打中稳如泰山,还要确保在各类力的作用下,结构能够保持安全和稳定。
想象一下,像是在给一只猫穿上安全带,既要保证它的安全,又不能让它觉得不舒服,是不是很有挑战?3.2 平衡与安全这就引出了一个有趣的现象。
虽然屈服承载力和极限承载力都是在谈论承载能力,但它们之间并不是一成不变的。
有时候,屈服承载力可以“带着”极限承载力走,帮助建筑在某些情况下保持稳定。
比如在地震中,建筑物可能会经历很大的力量,然而,屈曲约束支撑可以通过提升屈服承载力,来避免极限承载力的提前到来。
这样一来,建筑就能更好地“活”下去,减少损害。
4. 结论总的来说,屈曲约束支撑的屈服承载力与极限承载力之间的关系,就像是两位舞者在跳舞,一个负责引导,另一个负责跟随。
屈曲约束支撑 屈曲约束支撑施工方案 筑城永固
屈曲约束支撑屈曲约束支撑施工方案筑城永固范本一:正文:一:屈曲约束支撑的概述1.1 屈曲约束支撑的定义屈曲约束支撑是一种用于施工中的结构支撑技术,通过在结构体上设置约束支撑来提高结构的稳定性和安全性。
1.2 屈曲约束支撑的作用屈曲约束支撑可以起到以下作用:- 提高结构的抗倾覆能力;- 降低结构的变形和振动;- 分担结构的荷载;- 加固结构的强度和刚度。
二:屈曲约束支撑施工方案的制定2.1 施工前的准备工作施工前需要进行以下准备工作:- 清理施工区域;- 确定约束支撑的位置和数量;- 确定约束支撑材料和规格。
2.2 约束支撑的安装安装约束支撑需要遵循以下步骤:- 进行约束支撑的基础施工;- 安装约束支撑杆件;- 进行约束支撑杆件的预应力调整;- 进行约束支撑杆件的固定。
2.3 施工后的检测和验收施工完成后需要进行以下检测和验收工作:- 检测约束支撑的稳定性和刚度;- 检测约束支撑杆件的预应力调整;- 进行约束支撑的验收。
三:筑城永固的重要性筑城永固是指通过使用各种技术和方法来加固和维护城市建筑和设施,保证其稳定性和安全性。
筑城永固的重要性表现在以下几个方面:- 提高城市建筑和设施的抗震能力;- 延长城市建筑和设施的使用寿命;- 防止城市建筑和设施出现倒塌和损毁的情况;- 保障城市居民的人身和财产安全。
四:附件本文档涉及的附件包括但不限于以下内容:- 屈曲约束支撑施工方案的设计图纸;- 屈曲约束支撑施工的施工图纸;- 屈曲约束支撑材料的供应合同;- 屈曲约束支撑的检测报告。
五:法律名词及注释- 屈曲约束支撑:采用约束支撑技术进行结构支撑的一种方法。
- 约束支撑:在结构体上设置的支撑杆件,用于增强结构的稳定性和安全性。
- 施工图纸:包括施工工艺和程序、材料规格和数量等内容的图纸。
- 检测报告:对约束支撑的稳定性和刚度进行检测的报告。
范本二:正文:一:屈曲约束支撑的基本原理屈曲约束支撑是一种常用的结构支撑技术,其基本原理如下:1. 屈曲约束支撑通过在结构体上设置约束支撑,增强结构的稳定性和安全性。
屈曲约束支撑基本原理
屈曲约束支撑基本原理大家好,今天咱们要聊聊一个建筑上的“神奇小帮手”——屈曲约束支撑(BRB)。
你别看它名字长得像一串密码,其实它是帮助建筑抵抗地震等外力的一个重要装置。
咱们就来深入了解一下,这玩意儿究竟是啥?怎么发挥作用的?1. 什么是屈曲约束支撑首先,咱们得搞明白“屈曲约束支撑”是个什么玩意儿。
你可以把它想象成建筑物的“护身符”,在遇到地震或风力的时候,能帮建筑稳住脚跟,绝对不是小儿科。
它的主要作用是吸收和传递外部的力量,避免建筑物因为受力不均而出问题。
1.1 屈曲约束支撑的工作原理那么,屈曲约束支撑到底是怎么工作的呢?其实很简单。
它主要由钢管和内部的填充材料组成。
钢管是咱们的“骨架”,而填充材料则是“保护层”。
当外力作用在建筑物上时,屈曲约束支撑会在钢管的作用下,把这些力均匀地分散开,不让某一部分过度受力。
就好比你在搬重物的时候,用一个好工具能让搬运变得轻松很多,屈曲约束支撑就是让建筑物在重压下还能保持稳定的好工具。
1.2 为什么需要屈曲约束支撑你可能会问,建筑不是已经有其他支撑结构了吗?怎么还需要屈曲约束支撑呢?这是因为传统的支撑结构在遇到极端天气或地震时,往往容易出现问题。
而屈曲约束支撑可以有效地增加建筑的稳定性,减少摇晃。
想象一下,你的房子在地震时像一棵大树,被风吹得东倒西歪,这时候屈曲约束支撑就像是树上的铁链,把树稳住,让它不会被风吹得东倒西歪。
2. 屈曲约束支撑的结构和设计接下来,咱们再聊聊屈曲约束支撑的结构和设计。
说实话,设计屈曲约束支撑可不是随随便便的事儿。
它需要考虑很多因素,比如建筑物的高度、材料的强度以及地震的预期强度等。
设计师们可得仔细斟酌,保证支撑的效果才行。
2.1 屈曲约束支撑的组成屈曲约束支撑主要由三个部分组成:外壳、芯材和约束材料。
外壳一般是钢管,坚固又耐用。
芯材则是内部填充的材料,通常是混凝土或其他高强度材料,用来增加整体的刚度。
而约束材料就是防止钢管在受到压力时发生屈曲的关键部分。
约束屈曲支撑-框架结构体系分析
约束屈曲支撑-框架结构体系分析框架结构体系是建筑工程中常用的一种结构形式,它能够有效地承载建筑自身的重量,抵御外部风载和地震力,使建筑物具有稳定性和安全性。
在框架结构体系中,约束屈曲支撑是一种重要的构件,它能够增强框架结构的整体稳定性和刚度,从而提高建筑物抗震性能。
本文将从约束屈曲支撑的原理、作用和设计方法等方面对框架结构体系进行分析,以期对该领域有所了解。
一、约束屈曲支撑的原理约束屈曲支撑是一种由压弯构件组成的约束体系,在框架结构中起到了增强构件受压性能、提高整体刚度和稳定性的作用。
其原理主要包括两个方面:一是约束效应,二是屈曲效应。
1. 约束效应约束效应是指在压弯构件两端设置约束体系,可以有效地限制构件的侧向位移,增强其受力性能。
在框架结构中,当压弯构件受到外部荷载作用时,约束体系可以有效地限制构件的侧向位移,提高其受压性能,从而增强框架结构的整体稳定性。
2. 屈曲效应约束屈曲支撑在框架结构体系中起到了至关重要的作用,主要包括以下几个方面:1. 增强整体稳定性2. 提高整体刚度约束屈曲支撑可以有效地提高结构的整体刚度,增强结构对水平荷载的抵抗能力。
在框架结构中,约束屈曲支撑可以有效地限制结构的侧向变形,提高整体结构的刚度,从而提高结构对地震、风载等水平荷载的抵抗能力。
3. 提高抗震性能约束屈曲支撑的设计是框架结构体系设计中的重要环节,其设计方法需要充分考虑结构的实际情况和工程要求。
在约束屈曲支撑的设计中,需要考虑以下几个方面:1. 约束体系的设置在框架结构中,约束体系的设置是约束屈曲支撑设计的重要环节。
约束体系的设置需要考虑结构的整体布局和构件受力情况,确保约束体系能够有效地限制结构的侧向位移和屈曲变形,提高结构的稳定性和刚度。
2. 材料的选择在约束屈曲支撑的设计中,需要选择合适的材料,确保约束体系能够满足结构的受力要求。
通常情况下,约束体系可以采用钢材、混凝土等材料构成,需要充分考虑材料的性能和使用环境,确保约束体系能够满足结构的抗震要求。
约束屈曲支撑-框架结构体系分析
约束屈曲支撑-框架结构体系分析
约束屈曲支撑是一种使用约束来控制变形的结构形式。
在框架结构体系中,约束屈曲
支撑被广泛应用于建筑、桥梁和其他工程结构中,用于提高结构的稳定性和承载能力。
约束屈曲支撑的基本原理是通过在结构中加入适当的约束,将结构的变形限制在允许
范围内,避免发生失稳或破坏。
约束屈曲支撑可以分为两种类型:主动约束和被动约束。
主动约束是通过施加外部力或装置来约束结构的变形,例如使用拉索、钢筋或杆件等。
被
动约束是通过结构自身的刚度和形状来限制结构的变形,例如使用板、墙体或其他刚性元素。
在框架结构体系中,约束屈曲支撑的应用可以通过以下几个方面来分析:
1. 提高抗倾覆能力:框架结构在受到侧向荷载作用时,容易发生倾覆。
通过在结构
中设置适当的约束屈曲支撑,可以提高结构的抗倾覆能力,减小倾覆风险。
在高层建筑中
使用钢筋混凝土剪力墙作为约束屈曲支撑,可以有效地增加结构的稳定性。
约束屈曲支撑在框架结构体系中起着重要的作用,可以提高结构的稳定性和承载能力。
根据结构的具体要求和设计参数,可以选择合适的约束屈曲支撑形式和位置,以满足结构
的设计要求。
屈曲约束支撑 标准
屈曲约束支撑的标准及其重要性一、引言屈曲约束支撑是一种特殊的工程结构组件,其主要作用是增强结构的稳定性和安全性。
尤其在抗震设计中,屈曲约束支撑的应用更是广泛。
然而,如何选择和安装屈曲约束支撑,以及确保其满足规定的安全性和效能标准,是一个需要深入探讨的问题。
本文旨在详细介绍屈曲约束支撑的标准,以期提高工程界对其重要性的认识。
二、屈曲约束支撑的基本原理屈曲约束支撑是一种能够吸收和耗散地震能量的结构构件。
其工作原理是在结构受到地震力作用时,通过屈曲约束机构的变形来吸收地震能量,从而保护主体结构免受破坏。
这种支撑的设计应考虑到结构的整体稳定性、刚度和阻尼特性,以确保其在地震中的有效工作。
三、屈曲约束支撑的标准屈曲约束支撑的设计和制造应遵循一系列严格的标准,以确保其质量和性能达到规定的要求。
以下是一些关键的标准:1. 材质标准:屈曲约束支撑的制造材料应具有足够的强度、刚度和耐腐蚀性。
常用的材料包括钢材、铝合金等。
这些材料应符合相关的国家和行业标准。
2. 尺寸和形状标准:屈曲约束支撑的尺寸和形状应根据具体的工程需求来确定。
其长度、直径、壁厚等参数应根据结构的受力情况和地震烈度等因素进行计算和优化。
3. 安装标准:屈曲约束支撑的安装位置和方式应根据结构的受力分布和地震动输入特性来确定。
安装时应确保支撑与主体结构的连接牢固可靠,避免出现松动或脱落等情况。
4. 性能测试标准:屈曲约束支撑在出厂前应进行严格的性能测试,包括静力测试和动力测试等。
这些测试可以评估支撑的承载能力、耗能能力和稳定性等性能指标,确保其满足设计要求。
5. 维护和检修标准:屈曲约束支撑在使用过程中应定期进行维护和检修,以确保其处于良好的工作状态。
维护和检修工作包括定期检查支撑的连接情况、清理表面积聚的灰尘和污垢、更换损坏的部件等。
四、屈曲约束支撑标准的重要性遵循屈曲约束支撑的标准具有重要的现实意义:1. 提高结构的安全性:通过遵循严格的设计、制造和安装标准,可以确保屈曲约束支撑在地震中能够有效地吸收和耗散地震能量,保护主体结构免受破坏。
屈曲约束支撑施工方案
1. 引言在建筑施工中,屈曲是指某个结构或构件在受到外部荷载作用时发生弯曲的现象。
为了保证建筑结构的稳定性和安全性,屈曲约束支撑在施工过程中起到了重要的作用。
本文将介绍屈曲约束支撑的工作原理、施工流程和注意事项。
2. 工作原理屈曲约束支撑的工作原理是通过施加适当的支撑力和约束力,将结构或构件固定在所需要的位置,阻止其发生屈曲。
其基本原理可分为两个方面:•支撑力:通过支撑点和支撑杆的受力传递,使得结构或构件受到垂直向上的支撑力,以避免其向下弯曲。
•约束力:通过约束点和约束杆的受力传递,使得结构或构件受到水平向内的约束力,以防止其横向位移和屈曲。
3. 施工流程屈曲约束支撑的施工流程如下:3.1 准备工作•根据设计图纸和施工方案确定支撑点和约束点的位置。
•针对不同的结构或构件,选择合适的支撑杆和约束杆。
•安装支撑杆和约束杆的连接件,并进行预紧调整。
3.2 安装支撑点和约束点在确认位置后,将支撑点和约束点的连接件固定在结构或构件上,保证其牢固和稳定。
3.3 安装支撑杆和约束杆将事先选好的支撑杆和约束杆插入连接件,并进行调整,使其与结构或构件接触紧密,并能够施加适当的支撑力和约束力。
3.4 调整支撑力和约束力通过调整支撑杆和约束杆的长度,逐步增加支撑力和约束力,直到结构或构件不再发生屈曲。
3.5 检测和调整在施工过程中,需要定期检测支撑杆和约束杆的受力情况,确保其工作状态正常。
同时,根据实际情况对支撑力和约束力进行调整,以满足施工要求。
4. 注意事项在进行屈曲约束支撑施工时,需要注意以下事项:•根据不同的结构和构件特点,选择适当的支撑杆和约束杆,保证其承载能力和稳定性。
•在安装支撑点和约束点时,需确保其位置准确,避免对结构造成额外的荷载。
•在安装支撑杆和约束杆时,要保证其与结构或构件接触紧密,避免产生松动或滑移。
•施工过程中需对支撑力和约束力进行监测和调整,确保其与设计要求相符。
•若发现支撑杆和约束杆有异常情况(如裂纹、变形等),应及时更换或修复,以保证施工的安全性和成功性。
屈曲约束支撑施工方案
屈曲约束支撑施工方案1. 引言屈曲约束支撑是指在土木工程中,为了保证某些结构或构件的稳定性和安全性,采用支撑措施来限制其屈曲变形的一种施工方案。
屈曲约束支撑方案在大型桥梁、高层建筑等工程中被广泛应用,本文将对屈曲约束支撑施工方案进行详细介绍。
2. 屈曲约束支撑原理屈曲约束支撑的核心原理是通过设置合适的支撑点,使得结构或构件在受力过程中产生屈曲变形时,支撑点能够提供足够的约束力,限制其进一步屈曲,保证结构或构件的稳定性和安全性。
3. 屈曲约束支撑的施工步骤3.1 支撑点设置支撑点的设置是屈曲约束支撑施工方案的关键步骤。
一般情况下,支撑点应选择在结构或构件的屈曲变形可能发生的位置,以提供最佳的约束效果。
支撑点的选取需要综合考虑结构的受力特点、变形形态以及工程施工条件等因素。
3.2 支撑材料选择支撑材料的选择直接影响到屈曲约束支撑的效果。
常见的支撑材料有钢支撑、木支撑和混凝土支撑等。
选材时需要考虑材料的强度、刚度、可调节性以及抗腐蚀性等因素。
另外,还需要根据工程实际情况选择合适的支撑材料。
3.3 支撑点固定支撑点固定是确保支撑点与结构或构件之间形成有效约束的重要环节。
固定方法有焊接固定、螺栓固定和预埋固定等。
在固定过程中,需要注意保证固定的牢固性和可靠性,以免造成屈曲约束效果的不稳定。
3.4 支撑力调整支撑力的调整是根据结构或构件的实际受力情况进行的。
通过改变支撑点的位置或调整支撑材料的长度,可以调整支撑力的大小。
调整支撑力时需要保持施工过程中支撑点和支撑材料的稳定性,以保证屈曲约束的效果。
4. 屈曲约束支撑施工的注意事项4.1 结构安全性评估在进行屈曲约束支撑施工前,需要对结构的安全性进行评估,了解结构的受力特点和可能发生的屈曲变形情况。
在施工过程中需要根据结构的实际情况进行调整和优化施工方案。
4.2 施工现场管理屈曲约束支撑的施工需要具备良好的现场管理能力。
对施工人员需进行必要的技术培训,保证施工人员的安全意识和技术水平。
屈曲约束支撑施工工法(2)
屈曲约束支撑施工工法屈曲约束支撑施工工法一、前言:屈曲约束支撑施工工法是一种常用于大型基础工程施工中的方法,通过对构件进行屈曲约束支撑,能够有效控制变形和位移,确保施工过程中的稳定性和安全性。
本文将对该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及工程实例进行详细介绍。
二、工法特点:屈曲约束支撑施工工法的特点如下:1.灵活性:该工法适应性强,可用于多种类型的土木工程,如地铁隧道、桥梁、水利工程等。
2. 安全性:通过屈曲约束支撑,可以有效降低土体和结构的变形和位移,确保施工过程中的安全性。
3. 简便性:屈曲约束支撑施工工法相对简便,施工过程中不需要大量复杂的施工设备和材料。
4. 经济性:该工法相对于传统的施工工法,能够节约施工成本,并降低工期。
三、适应范围:屈曲约束支撑施工工法适用于以下工程:1. 地铁隧道工程:通过对隧道壁体进行屈曲约束支撑,控制地下水位和土体变形,确保隧道施工的稳定性。
2. 桥梁施工工程:通过对桥梁桩基进行屈曲约束支撑,控制桥梁的变形和位移,确保桥梁的施工质量和安全性。
3. 水利工程:通过对水工结构进行屈曲约束支撑,控制水压和土体变形,确保水利工程的稳定性和安全性。
四、工艺原理:屈曲约束支撑施工工法的工艺原理是通过对施工工法与实际工程之间的联系,采取一系列技术措施来控制变形和位移。
具体包括以下方面:1. 利用支撑体:通过设置支撑体来约束屈曲,控制变形和位移。
支撑体可以采用钢筋混凝土或钢结构等材料制成。
2. 建立变形监测系统:通过建立变形监测系统来实时监测土体和结构的变形和位移,以便及时调整施工工艺。
3. 根据实际情况调整支撑布置:根据不同的工程需要,调整支撑体的布置和参数,以达到最佳的支撑效果。
4. 合理控制施工进度:根据支撑体的变形情况和变形监测系统的数据,合理控制施工进度,避免超载和变形过大。
五、施工工艺:屈曲约束支撑施工工艺包括以下阶段:1. 前期准备:确定施工范围和支撑位置,准备支撑体和相关材料。
屈曲约束支撑基本原理及设计方法概述
屈曲约束支撑基本原理及设计方法概述摘要:对屈曲约束支撑的基本原理和基本组成进行了总结,分析了屈曲约束支撑区别于普通传统支撑的技术特点。
对屈曲约束支撑的研究应用的现状进行了汇总,得到了该类型支撑相对于普通支撑的优势。
从布置原则、节点设计等几个方面,讨论了屈曲约束支撑的设计方法与普通支撑的异同。
重点讨论了屈曲约束支撑的承载力,包括设计承载力、屈服承载力和极限承载力。
对这些承载力分别强调了其计算方法和适用范围。
关键词:屈曲约束支撑;耗能;滞回曲线;屈曲;承载力1 概述支撑是钢结构框架体系的重要抗侧力构件,传统的框架-支撑体系中,由于支撑在荷载作用下极易发生受压屈曲失稳,从而导致结构发生破坏。
为了解决支撑受压屈曲的问题,能防止屈曲的支撑构件成为研究的热点。
而且,屈曲约束支撑可以在进入塑性状态后可以消耗大量的能量,将结构的振动能量转化为热能消散掉,减小主体结构的地震反应,从而避免主体结构的破坏或倒塌。
在过去的几十年里,特别是日本神户地震、美国北岭地震后,其在欧美国家以及我国台湾地区都得到了较好应用[1-3]。
屈曲约束支撑实质上是一种新型的金属屈服耗能支撑构件。
中心部分是芯材,也称其为主受力构件。
为了避免芯材受压时整体屈曲,即在受压受拉时都能达到屈服,芯材被置于一个屈曲约束单元内,在套管内灌注细石混凝土或者高强水泥砂浆。
通过在钢芯外设置外围屈曲约束单元,支撑受拉受压时都可以屈服,抑制了压曲现象,可获得饱满的荷载一位移滞回曲线。
屈曲约束支撑的纵向主要由以下五部分组成:约束屈服段,约束非屈服段,无约束非屈服段,无粘结可膨胀材料,屈服约束机构。
其中,约束屈服段就是通常称为可屈服的芯材的部分,要求在压力作用下允许有较大塑性变形,通过这种变形来达到耗能的目的。
因此需使用延性较好的中等屈服强度钢,同时要求钢材的屈服强度值稳定,这对屈曲约束支撑框架能力的可靠性设计非常重要。
2 研究应用现状对屈曲约束支撑的早期研究[4-7]是由日本研究者Kimura等人(1976)提出的。
屈曲约束支撑的定义及原理
屈曲约束支撑的定义及原理
屈曲约束支撑,又称屈曲约束支撑,起源于日本。
它们首先以墙板式屈曲耗能支撑的形式出现。
加入不同的无粘结材料,进行拉伸和压缩试验。
随后,美国开始对屈曲约束支撑进行相应的设计研究和试验,并通过理论计算和分析,得出该支撑体系优于其他支撑体系的优点。
通过大量试验表明,屈曲约束支撑具有较好的屈服能力,在大地震作用下能起到较好的抗震作用,能保护主体结构在大地震作用下不屈服或降低破坏能力,大地震后破坏的支撑可以很容易地进行更换。
因此,支撑结构体系在建筑结构中得到了广泛的应用。
屈曲约束支撑可以为框架或弯曲结构提供较大的横向刚度和承载能力。
从支撑体系与非支撑体系的荷载位移曲线对比图中可以看出。
因为屈曲约束支撑只有芯板和其他构件相互连接,所以所受的荷载几乎全部强加于芯板,由芯板承担,外套筒和填充材料只是对芯板受压屈曲进行约束,使芯板在受拉和受压作用下都能进入屈服,所以屈曲约束支撑的滞回性能较好。
屈曲约束支撑不仅可以有效减少普通支撑拉压承载力显著差异的缺陷,还同时发挥了金属阻尼器的耗能能力,在建筑结构中充分发挥抗震和抗压的保险作用,使主体结构基本处在一个允许的弹性范围之内。
所以屈曲约束支撑可以有效提高传统支撑框架在中震和大震作用下的抗震性能,起到较好的抗震设防目的。
通过传统支撑框架和屈曲约束支撑框架在不同震级作用下的对比表可以明显看出屈曲约束支撑发挥的作用和效果。
屈曲约束支撑设计手册
屈曲约束支撑设计手册引言屈曲约束支撑是在结构设计中常用的一种技术,用于增加结构的强度和稳定性。
本手册将介绍屈曲约束支撑的基本概念、设计原则以及应用。
1. 屈曲约束支撑概述屈曲约束支撑是一种通过使用约束装置限制结构中杆件的偏侧变形,从而提高结构的强度和稳定性的方法。
通过引入约束力,屈曲约束支撑能够抵抗杆件的弯曲和屈曲,减小结构的挠度和位移。
2. 屈曲约束支撑的设计原则2.1 杆件选取在设计屈曲约束支撑时,首先需要选择适当的杆件。
一般情况下,粗壁钢管或钢板是常用的约束材料,其强度和刚度都相对较高,适应性广泛。
2.2 约束装置设计约束装置的设计是屈曲约束支撑设计中的重要环节。
约束装置应能够提供足够的约束力,抑制杆件的偏侧变形。
常见的约束装置包括拉杆、抱箍和卡箍等。
2.3 约束力分配设计在屈曲约束支撑的设计中,正确分配约束力对于提高结构的强度和稳定性至关重要。
约束力的分配应根据结构的力学特性和杆件的变形特征来确定,以达到平衡约束力和杆件反力的目的。
3. 屈曲约束支撑的应用屈曲约束支撑广泛应用于各种结构设计中,包括建筑物、桥梁、塔吊等。
其主要作用是增加结构的承载能力和稳定性,降低结构的挠度和变形。
3.1 建筑结构中的应用在高层建筑结构中,屈曲约束支撑可以提供额外的支撑和约束,增强结构的抗震能力和抗风能力。
同时,屈曲约束支撑还可以减小结构的振动幅值,提高结构的舒适性。
3.2 桥梁结构中的应用在桥梁结构中,屈曲约束支撑可以有效抑制桥梁杆件的偏侧弯曲和屈曲,提高桥梁的承载能力和稳定性。
同时,它还能够减小桥梁的振动反应,提高行车安全性。
3.3 塔吊结构中的应用在塔吊结构中,屈曲约束支撑可以减小塔吊的倾斜和摆动,提高其垂直度和水平度,从而提高塔吊的承载和控制精度。
4. 屈曲约束支撑的设计步骤4.1 结构分析和计算在屈曲约束支撑的设计中,首先需要进行结构的受力分析和计算,确定各个杆件的受力情况和变形特征。
4.2 杆件选型和尺寸确定根据结构的受力和变形特征,选择合适的约束材料和尺寸。
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屈曲约束支撑基本原理及设计方法概述
摘要:对屈曲约束支撑的基本原理和基本组成进行了总结,分析了屈曲约束支撑区别于普通传统支撑的技术特点。
对屈曲约束支撑的研究应用的现状进行了汇总,得到了该类型支撑相对于普通支撑的优势。
从布置原则、节点设计等几个方面,讨论了屈曲约束支撑的设计方法与普通支撑的异同。
重点讨论了屈曲约束支撑的承载力,包括设计承载力、屈服承载力和极限承载力。
对这些承载力分别强调了其计算方法和适用范围。
关键词:屈曲约束支撑;耗能;滞回曲线;屈曲;承载力
1 概述
支撑是钢结构框架体系的重要抗侧力构件,传统的框架-支撑体系中,由于支撑在荷载作用下极易发生受压屈曲失稳,从而导致结构发生破坏。
为了解决支撑受压屈曲的问题,能防止屈曲的支撑构件成为研究的热点。
而且,屈曲约束支撑可以在进入塑性状态后可以消耗大量的能量,将结构的振动能量转化为热能消散掉,减小主体结构的地震反应,从而避免主体结构的破坏或倒塌。
在过去的几十年里,特别是日本神户地震、美国北岭地震后,其在欧美国家以及我国台湾地区都得到了较好应用[1-3]。
屈曲约束支撑实质上是一种新型的金属屈服耗能支撑构件。
中心部分是芯材,也称其为主受力构件。
为了避免芯材受压时整体屈曲,即在受压受拉时都能达到屈服,芯材被置于一个屈曲约束单元内,在套管内灌注细石混凝土或者高强水泥砂浆。
通过在钢芯外设置外围屈曲约束单元,支撑受拉受压时都可以屈服,抑制了压曲现象,可获得饱满的荷载一位移滞回曲线。
屈曲约束支撑的纵向主要由以下五部分组成:约束屈服段,约束非屈服段,无约束非屈服段,无粘结可膨胀材料,屈服约束机构。
其中,约束屈服段就是通常称为可屈服的芯材的部分,要求在压力作用下允许有较大塑性变形,通过这种变形来达到耗能的目的。
因此需使用延性较好的中等屈服强度钢,同时要求钢材的屈服强度值稳定,这对屈曲约束支撑框架能力的可靠性设计非常重要。
2 研究应用现状
对屈曲约束支撑的早期研究[4-7]是由日本研究者Kimura等人(1976)提出的。
早期的屈曲约束支撑是将普通的钢支撑外包在方钢管砂浆中,通过试验,得到了少量的稳定的滞回曲线。
Moehizuki(1980)和Wada(1989)等人又进行了相类似的试验,并在混凝土与支撑之间的界面上涂上了一种无粘结漆,使得钢支撑能自由的滑动。
试验结果表明,虽然这种支撑也具有较稳定的滞回特性,但在反复荷载作用下,混凝土被压碎,限制支撑屈曲的作用也随之消失。
Fujimoto(1988)等人对内核支撑和钢套管间填充砂浆的屈曲约束支撑进行了理论和试验研究,对各种不同铜套管尺寸进行了试验,得到了钢套管的刚度和强度设计准则。
为了给美国
第一座使用屈曲约束支撑的建筑提供结构设计和施工上的技术支持,Clark(1999)等人进行了三组大比例的屈曲约束支撑的试验。
试验的结果显示支撑的滞回性能非常稳定。
Black(2000)在1999年试验的基础上进行了两组试验,均为十字形截面,试验的结果显示支撑的滞回性能非常稳定。
国内方面,蔡克铨(2002)等人研制了双管式屈曲约束支撑,针对两种不同截面形式的屈曲约束支撑进行了试验研究。
同济大学邓长根(2004)等对普通和新型屈曲约束支撑的力学性能及其应用行了的理论分析[8]。
清华大学郭彦林(2005)采用ANSYS程序对截面形式为十字形及矩形,外包钢管混凝土的屈曲约束支进行了有限元分析[9]。
哈尔滨工业大学李研(2006)对屈曲约束钢支撑进行了静力往复试验及子结拟动力试验,提出了屈曲约束钢支撑的一些比较合理的构造[10]。
同济大学李国强(2007)对屈曲约束支撑的滞回曲线模型和刚度方程的建立作了较深入研究[11]。
在工程应用方面,到目前为止,美国已经建成或正在建造的使用此支撑的结构达30余栋。
日本是世界上建筑物使用屈曲约束支撑为制震组件最多的国家,同时也是发展BRB种类最多的国家,并且也是目前全球拥有专利权的制造厂商最多的国家。
中国台湾的使用率也迅速提高,短短三年就建成了许多应用BRB 的建筑。
中国北京威盛大厦和北京银泰中心大厦也开始使用了屈曲约束支撑,并进行了相关的抽样检测和试验研究。
通过各国研究者大量的试验研究和应用经验,各国研究者普遍认为屈曲约束支撑体系与抗弯刚框架和普通支撑框架相比有以下优点:
(1)小震时屈曲约束支撑体系线弹性刚度高,可以很容易地满足规范的变形要求。
(2)屈曲约束支撑可以受拉、受压时都发生屈服,因此在强震时有更强和稳定的能量耗散能力。
(3)屈曲约束支撑通过螺栓或铰连接到节点板,可避免现场焊接及检测,安装方便且经济。
(4)屈曲约束支撑构件好比结构体系中可更换的“保险丝”,可保护主体结构免遭破坏,可以方便地更换损坏的支撑。
(5)因为屈曲约束支撑的刚度和强度很容易调整,所以屈曲约束支撑设计灵活。
但是,屈曲约束支撑也存在着成本较高、现场安装复杂等等缺点。
3屈曲约束支撑的设计
3.1 设计承载力
弹性设计阶段,屈曲约束支撑框架体系与普通框架体系的设计方法基本相同,但在支撑布置、构件验算、节点计算等方面具有不同点。
通过综合比较分析,屈曲约束支撑与普通支撑框架结构设计特点如表1所示:
表1 屈曲约束支撑设计特点
设计项目普通支撑框架屈曲约束支撑框架
支撑布置可选用X型支撑布置不可选用X型支撑布置
构件验算小震和风荷载下需要进行稳定承载力验算小震和风荷载下只进行强度验算
节点设计根据抗拉屈服承载力设计根据极限承载力设计
弹塑性时程分析应采用抗压不对称滞回模型可采用简单双线型滞回模型
设计过程中,屈曲约束支撑有三种承载力,即设计承载力、屈服承载力、极限承载力,在结构设计中适用于不同的情况。
其中设计承载力是弹性承载力,用于静力荷载与小震分析设计。
支撑的设计承载力是按下式计算得到的:
(1)
式中:A为屈曲约束支撑芯材截面面积;f为芯材强度设计值。
屈服承载力可用于结构的弹塑性分析,为支撑首次进入屈服的轴向力,是按下式计算得到的:
(2)
式中:fy为芯材屈服强度。
极限承载力用于屈曲约束支撑的节点及连接设计。
计算屈曲约束支撑极限承载力时应考虑钢材的超强系数,屈曲约束支撑的芯材在地震作用下拉压屈服会产生应变强化效应,考虑应变强化后,支撑的最大承载力为极限承载力,可按下式计算:
(3)
式中:Ry为芯板钢材的超强系数;ω为应变强化调整系数。
3.2 设计要求
3.2.1风载与小震承载力要求
屈曲约束支撑在风荷载或小震与其他静力荷载组合下最大的拉压轴力设计值N应满足下式要求:
(4)
3.2.2支撑外套筒抗弯刚度要求
为保证屈曲约束支撑在地震作用下不发生整体失稳,其套筒抗弯刚度应满足下式要求:
(5)
式中:I—套筒的弱轴惯性矩;E—套筒钢材弹性模量;l—支撑长度。
4结论
通过对屈曲约束支撑的基本原理进行总结分析,得出该类型支撑区别于传统支撑的力学模型。
同时对该类支撑的优势及设计方法进行了总结,提出了分别应用于不同设计目标的设计承载力,及滞回模型的确定方法。
[1]蔡克铨,翁崇兴. 双钢管型挫屈束制支撑之耐震性能行为与应用研究[J].台湾大学地震工程研究中心研究报告, 2002.
[2]谢强,赵亮. 屈曲约束支撑的研究进展及其应用[J].钢结构.2006
[3]汪家铭,中岛正爱.陆烨,译.屈曲约束支撑体系的应用与研究进展(I)[J]. 建筑钢结构进展, 2005
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。