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屈曲約束支撐的作用原理和應(yīng)用范圍
一 屈曲約束支撐
屈曲約束支撐是由芯材、約束芯材屈曲的套管和位于芯材和套管間的無粘結(jié)材料及填充材料組成的一種支撐構(gòu)件。這是一種受拉時(shí)同普通支撐而受壓時(shí)承載力與受拉時(shí)相當(dāng)且具有消能機(jī)制的支撐。
按結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不同的剛度、承載力及耗能要求，TJ屈曲約束支撐有耗能型、承載型和屈曲約束支撐阻尼器三種類型。
按屈曲約束支撐本身的構(gòu)造形式，TJ屈曲約束支撐分為純鋼型及填充型兩種類型，適用范圍如下表：
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名稱
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基本構(gòu)造
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適用范圍
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純
鋼
型
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TJS
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一對(duì)標(biāo)準(zhǔn)型鋼管約束“一字型”鋼核心
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長(zhǎng)度<20m 噸位<500T
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TJH
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方鋼管約束“H型”組合斷面鋼核心
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長(zhǎng)度<10m 噸位>300T
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TJB
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外圍鋼管約束內(nèi)部“口字型”組合斷面鋼核心
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長(zhǎng)度>10m 噸位>500T
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填
充
型
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TJC
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鋼管混凝土約束“一字型”或“十字型”鋼核心（原TJII型改進(jìn)，支撐外觀減?。?/span>
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長(zhǎng)度<20m 噸位<1000T
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TJHC
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鋼管混凝土約束“H型”組合斷面鋼核心
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長(zhǎng)度<20m 噸位>300T
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TJP
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附加防斷裝置，保證支撐核心疲勞斷裂后的抗拉承載力
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長(zhǎng)度<10m 噸位<300T
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產(chǎn)品介紹
1、工作原理
屈曲約束耗能支撐，又之稱為“防屈曲支撐”或“耗能支撐”。其工作的基本原理是：構(gòu)件內(nèi)力由位于支撐中心的芯材來承受，芯材在軸向荷載作用下發(fā)生屈服耗能，而外圍的屈曲約束機(jī)制（鋼管或鋼管混凝土）則限制約束支撐中心的芯材發(fā)生彎曲，避免芯材受壓屈服前時(shí)發(fā)生屈曲。
由于泊松效應(yīng)的存在，芯材受壓時(shí)會(huì)發(fā)生膨脹，故在芯材和填充料（砂漿、配方混凝土等）之間設(shè)置有一層無粘結(jié)材料或非常狹小的空氣層，可以減小或消除芯材承受軸向力時(shí)傳遞給填充料（砂漿或混凝土）和外套管的力，也即外圍約束機(jī)制是不承受軸向荷載作用。
2、構(gòu)造組成
屈曲約束耗能支撐的構(gòu)造組成可以分為兩方面：橫向構(gòu)成和縱向構(gòu)成。
橫向構(gòu)成分為三部分：核心單元（可屈服的鋼芯）、約束單元（鋼套管）和滑動(dòng)機(jī)制單元（又稱無粘結(jié)層）。
核心單元可以由不同屈服強(qiáng)度的鋼材制成，是主要受力及耗能的單元，截面形式可為一字、十字、H 型等。
約束單元?jiǎng)t是為芯材提供約束機(jī)制而不承受軸向荷載作用，以防止核心單元受壓時(shí)發(fā)生整體失穩(wěn)。
滑動(dòng)機(jī)制單元或無粘結(jié)層通常由橡膠、聚乙烯、硅膠、乳膠等組成。
圖1：屈曲約束耗能支撐結(jié)構(gòu)示意圖
3、性能測(cè)試
屈曲約束耗能支撐產(chǎn)品性能測(cè)試及其性能指標(biāo)應(yīng)滿足《建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范》（GB50011-2010）中12.3和《建筑消能阻尼器》（JG/T209-2012）中6.4和7.4的規(guī)定。
屈曲約束耗能支撐產(chǎn)品檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)按照《建筑結(jié)構(gòu)抗震規(guī)范》（GB50011-2010）中12.3和《建筑消能阻尼器》（JG/T209-2012）中第8條和第9條的規(guī)定。
圖2：屈曲約束耗能支撐力學(xué)性能曲線示意圖
圖中：
Fy：屈服承載力(Yield Damping Force)；
Fmax：最大承載力（Maximal Damping Force）；
K1：彈性剛度(Elastic Stiffness)；
K2：第2剛度(Second Stiffness)；
Dy：屈服位移(Yield Displacement)；
Du：極限位移(Ultimate Displacement)。
4、產(chǎn)品表示及規(guī)格參數(shù)
常用屈曲約束耗能支撐根據(jù)約束方式分為鋼套筒與砂漿（或混凝土）組合提供約束型，代號(hào)為C；全鋼結(jié)構(gòu)約束型，代號(hào)為S。
屈曲約束耗能支撐標(biāo)記由產(chǎn)品名稱BRB、分類代號(hào)、屈服承載力（KN）和屈服位移（mm）組成。
例如，由鋼套筒與砂漿組合提供約束，屈服承載力為2500KN，屈服位移為1.5mm的屈曲約束耗能支撐，標(biāo)記為：BRB-C×2500×1.5。
5、產(chǎn)品連接方式
屈曲約束耗能支撐的連接方式主要有三種：焊接、螺栓連接和銷軸連接。
國內(nèi)通常采用焊接方式，因?yàn)楹附臃绞绞┕ぽ^為簡(jiǎn)單、便捷，性價(jià)比也比較高。
螺栓連接比較麻煩，且精度要求較高；
銷軸連接方式比較美觀，具有建筑藝術(shù)感，但價(jià)格較為昂貴，且加工及施工精度要求很高。
6、產(chǎn)品選型
屈服承載力在100KN-10000KN范圍內(nèi)的各種屈曲約束耗能支撐，客戶可在此范圍內(nèi)任意選擇。
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