防屈曲约束耗能支撑的施工技术研究(2)
美国在1994年的北岭地震以后，对于防屈曲耗能支撑也进行了广泛的研究和应用。2000年美国加州大学Davis分校植物与环境科学大楼建成，该结构采用了132根防屈曲耗能支撑作为抗侧力构件，成为美国第一栋使用防屈曲耗能支撑的结构。到目前为止，美国已经建成或正在建造的使用防屈曲耗能支撑的结构达50余栋, 大多数使用防屈曲耗能支撑的建筑物都在美国西部。
我国台湾地区也是一个地震多发区，近年建成了许多栋应用防屈曲耗能支撑的建筑，目前新建与加固改造的建筑中使用防屈曲耗能支撑的已经超过30栋。台湾开发了诸多具有自主知识产权的新型防屈曲耗能支撑。如图1所示大安运动中心和图2所示台湾科技大学研扬大楼。
我国大陆地区近年来使用防屈曲耗能支撑的实际工程也不断增加，如北京威盛大厦、北京银泰中心大厦和上海古北财富中心主楼等。西部机电科技商务中心钢结构工程采用了日本新日铁株式会社的无粘结支撑，上海世博馆部分则使用了由上海蓝科公司和同济大学共同开发研制的TJI型屈曲约束支撑 。
(1)防屈曲约束支撑在大跨度空间结构中的应用
大型场馆在短轴方向往往是由平面桁架或平面钢架组成，在长轴方向设置防屈曲约束支撑提供结构侧向刚度，传递地震力等其它水平力，支撑杆件是构件中德重要构件，设置防屈曲约束支撑不仅可以提供结构抗震能力，而且还能减小支撑的外观尺寸。如图3日本丰田市体育馆和图4上海世博中心
图3 日本丰田市体育馆
图4 上海世博中心
(2)防屈曲约束支撑在高层结构中德应用
对于高层结构，地震和风荷载起着控制作用，采用防屈曲约束支撑，在强震作用下，可以使其它构件免遭破坏。如图5北京银泰中心和图6上海古北某办公楼。
图5 北京银泰中心
图6 上海古北某办公楼
(3)防屈曲约束支撑在结构加固中的应用
日本竹中公司广岛分公司办公楼于1970年建成，由于日本规范的修订，该建筑不满足抗震标准，因此采用了防屈曲约束支撑进行了加固。如图7。
图7 竹中公司防屈曲约束支撑
美国华莱士班尼特联邦打喽坐落于盐湖城，建于20世纪60年代，由于Wasatch断层可能引发的地震超出了原来的设防便准，选择了防屈曲约束支撑进行结构加固，使工期缩短两个月并节省资金250万美金。结构加固前与加固后如图8所示。
如图8 联邦大楼加固前及加固后
(4)防屈曲约束支撑在桥梁结构中的应用
日本大阪港大桥全长980米，是世界第三长的桁架桥，建于1974年，对桥梁进行抗震性能测试后，发现很多构件有屈曲的危险，选用了防屈曲约束支撑对桥梁进行了抗震加固，如图9所示。
图9 日本大阪港大桥
1.2论文内容和意义
1.2.1研究意义
普通支撑受压会产生屈曲现象，当支撑受压屈曲后，刚度和承载力急剧降低。在地震或风的作用下，支撑的内力在受压和受拉两种状态下往复变化。当支撑由压曲状态逐渐变至受拉状态时，支撑的内力以及刚度接近为零。因为普通支撑在反复荷载作用下滞回性能较差。为解决普通支撑受压屈曲以及滞回性能差的问题，在支撑外部设置套管，约束支撑的受压屈曲，构成屈曲约束支撑。
与普通支撑想不，屈曲约束支撑具有以下的优点：承载力与刚度分离；延性和滞回性能好；保护主体结构；减小相邻构件受力等。
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