建筑消能阻尼器-BRB屈曲約束支撐性能介紹及技術(shù)應(yīng)用

地震是人類社會最主要的自然災(zāi)害,我國也是遭受地震災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一一。在歷次地震中,建筑物的破壞和倒塌是造成大量人員傷亡的直接因系。限于目前還無法準(zhǔn)確預(yù)測和預(yù)報地震，只能通過對建筑物進(jìn)行抗震設(shè)計來減少或避免人員傷亡。按照相應(yīng)規(guī)范進(jìn)行了抗震設(shè)計的建筑物,能夠抵抗相應(yīng)烈度的地震,這已經(jīng)在多次地震中得到了驗證,這說明目前我國的抗震設(shè)計是必要的,也是有效的。但是,目前我國仍存在大量未進(jìn)行抗震設(shè)計的建筑,還有一-些建筑雖進(jìn)行了抗震設(shè)計但不滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求。為確保這些建筑在遭遇地震時不發(fā)生較大破壞，必須對其進(jìn)行抗震加固。

抗震加固方法簡介

抗震加固是指對正在使用的既有建筑進(jìn)行加固、維修改造，提高其抗震性能,滿足抗震鑒定的要求。

目前,我國抗震加固工程主要采用直接加固梁柱構(gòu)件、增設(shè)抗震墻等抗側(cè)力構(gòu)件增設(shè)支撐、設(shè)置外部框架等方法。這些傳統(tǒng)方法主要通過提高結(jié)構(gòu)自身的剛度和強(qiáng)度,抵抗地震作用,屬于“硬碰硬"的剛性抗震。它們在提高結(jié)構(gòu)自身抗震能力的同時,也一定程度上加大了地震作用效應(yīng),而且施工相對復(fù)雜,施工周期長,通常需要中斷建筑物的使用。

近年來,一些學(xué)者及工程技術(shù)人員嘗試將消能減震技術(shù)應(yīng)用到既有建筑的抗震加固中來 ,這改變了傳統(tǒng)的剛性抗震加固思想,通過

增設(shè)消能元件消耗輸人到結(jié)構(gòu)中的地震能量,減小原有主體結(jié)構(gòu)遭受的地震作用,從而避免主體結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴(yán)重破壞或倒塌，達(dá)到了柔性抗震加固的目的。這種消能減震的加固技術(shù),僅需要增設(shè)一些消能元件，安裝簡單、施工周期短,對建筑物使用干擾小,并且可更換。

新的《建筑抗震加固技術(shù)規(guī)程》(JGJ 116-2009)已經(jīng)吸納了“消能支撐”這一消能減震加固技術(shù)。由于消能減震技術(shù)在建筑工程中還未廣泛使用，而且消能元件單價較貴(加固綜合費用并不貴) ,在結(jié)構(gòu)抗震加固中應(yīng)用還比較少。同時采用BRB屈曲約束支撐及粘滯阻尼器進(jìn)行聯(lián)合消能減震的抗震加固技術(shù)更是鮮有見聞。

BRB屈曲約束支撐特性

BRB屈曲約束支撐屬于位移相關(guān)型消能元件,其基本工作原理為:支撐結(jié)構(gòu)在地震作用下所承受的軸向力作用全部由支撐中心的芯材承受,該芯材在軸向拉力和壓力作用下屈服耗能,而外圍鋼管和套管內(nèi)灌注混凝土或砂漿捉供給芯材彎曲限制,避免芯材受壓時屈曲失穩(wěn)。

由于沒有受壓失穩(wěn)問題.在相同承載力條件下,BRB屈曲約束支撐相比普通鋼支撐，截面可以大大減小,使結(jié)構(gòu)在小震彈性狀態(tài)下的抗側(cè)剛度減小，延長了結(jié)構(gòu)周期,減小了地震作用。BRB屈曲約束支撐具有明確的屈服承載力,在中震和大震情況下，率先屈服耗能,有效減小輸人到其余主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件中的地震能量,起到結(jié)構(gòu)“保險絲”的作用，保護(hù)主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件不發(fā)生嚴(yán)重破壞。