屈曲约束耗能支撑在抗震加固中的应用

1、目目 录录 屈曲约束支撑基本原理屈曲约束支撑基本原理 试验研究试验研究 教学楼加固特点教学楼加固特点 tjtj型屈曲约束支撑加固工程应用型屈曲约束支撑加固工程应用19951995年年, , 日本阪神地震日本阪神地震20082008年年, , 汶川地震汶川地震普通支撑的破坏普通支撑的破坏屈曲约束耗能支撑的基本组成屈曲约束耗能支撑的基本组成 屈曲约束耗能支撑构件组成示意图 通过外加套通过外加套筒，约束芯板筒，约束芯板的屈曲。利用的屈曲。利用芯材的屈服耗芯材的屈服耗能。能。4th 全国抗震加固改造技术学术研讨会，全国抗震加固改造技术学术研讨会，2009年年12月月12日，中国日，中国 厦门厦门屈曲约

2、束耗能支撑的优点4th 全国抗震加固改造技术学术研讨会，全国抗震加固改造技术学术研讨会，2009年年12月月12日，中国日，中国 厦门厦门屈曲约束支撑的芯板屈曲约束支撑的芯板 芯板钢材类型芯板钢材类型 低屈服点钢材：屈服强度低屈服点钢材：屈服强度160mpa，225mpa 普通低碳钢：普通低碳钢：q235，q195屈曲约束支撑与粘滞阻尼器的比较屈曲约束支撑与粘滞阻尼器的比较屈曲约束支撑体系粘滞阻尼器结构体系结构承载力结构水平位移加载制度加载制度加载制度tji型屈曲约束支撑试验型屈曲约束支撑试验 采用位移控制，依次以1/300、1/200、1/150、1/100、1/80支撑长度（l）的变形往复

3、加载，每个变形幅值循环加载3次。1/3001/2001/100-1/300-1/200-1/100 l/l4th 全国抗震加固改造技术学术研讨会，全国抗震加固改造技术学术研讨会，2009年年12月月12日，中国日，中国 厦门厦门tjii型屈曲约束支撑试验型屈曲约束支撑试验4th 全国抗震加固改造技术学术研讨会，全国抗震加固改造技术学术研讨会，2009年年12月月12日，中国日，中国 厦门厦门tj型屈曲约束支撑性能试验型屈曲约束支撑性能试验4th 全国抗震加固改造技术学术研讨会，全国抗震加固改造技术学术研讨会，2009年年12月月12日，中国日，中国 厦门厦门屈曲约束支撑应用类型屈曲约束支撑的分

4、类屈曲约束支撑的分类p 承载型 仅考虑利用屈曲约束机制来提高支撑构件的设计仅考虑利用屈曲约束机制来提高支撑构件的设计承载力，保证支撑在屈服前不会发生失稳破坏承载力，保证支撑在屈服前不会发生失稳破坏 p 耗能型 在弹性阶段利用屈曲约束的原理来提高支撑的设在弹性阶段利用屈曲约束的原理来提高支撑的设计承载力，在弹塑性阶段利用支撑芯材的拉压屈计承载力，在弹塑性阶段利用支撑芯材的拉压屈服滞回来耗能服滞回来耗能 p 阻尼器 在小震下就屈服，作为拉压屈服型软钢阻尼器使用在小震下就屈服，作为拉压屈服型软钢阻尼器使用屈曲约束支撑性能标准受力性能标准受力性能标准承载型屈曲约束支撑 屈曲约束支撑的轴力设计值n 应不

5、大于其承载力设计值 nbn nbnb = af其中a为芯板的截面面积，f 为材料的强度设计值。 215 mpaq235175 mpaq195180 mpably225125 mpably160芯材强度设计值芯材强度设计值f材料型材料型号215 mpaq235175 mpaq195180 mpably225125 mpably160芯材强度设计值芯材强度设计值f材料型材料型号12100tdlh150dh中国建筑抗震设计规范(gb50011) 结构层间要求支撑最大轴向变形能力要求支撑最大轴向变形能力要求受力性能标准受力性能标准耗能型屈曲约束支撑受力性能标准受力性能标准耗能型屈曲约束支撑最大累积塑性

6、变形能力要求（防低周疲劳）最大累积塑性变形能力要求（防低周疲劳）美国钢结构抗震规范规定（ansi/aisc 341-05）循环加载累积轴向塑性变形 200 by by为支撑轴向屈服变形上海市标准高层建筑钢结构设计规程（2008年）依次按1/300、1/200、1/150、1/100支撑长度的变形往复拉压各3次，滞回曲线应饱满、稳定。受力性能标准受力性能标准耗能型屈曲约束支撑承载力要求承载力要求小震、风载下同承载型要求大震下节点承载力应不小于支撑极限承载力1.2nyynraf承载力设计参数表承载力设计参数表 1.61.15235 mpaq2351.61.15195 mpaq1951.61.102

7、05 mpably2252.41.14140 mpably160应变强应变强化调整系数整系数超强系数超强系数ry芯材屈服强度芯材屈服强度fy材料型材料型号1.61.15235 mpaq2351.61.15195 mpaq1951.61.10205 mpably2252.41.14140 mpably160应变强应变强化调整系数整系数超强系数超强系数ry芯材屈服强度芯材屈服强度fy材料型材料型号受力性能标准受力性能标准屈曲约束支撑型阻尼器最大累积塑性变形能力要求最大累积塑性变形能力要求在不小于10倍的阻尼器初始屈服位移下往复循环30圈后，屈曲约束支撑阻尼器最大承载力的衰减量不应超过15%。最大变

8、形能力要求最大变形能力要求按阻尼器工作结构最大层间变形确定。承载力要求承载力要求小震下支撑应屈服。l0.5rldlh l产品验收标准 材料复检材料复检 尺寸校核尺寸校核 焊缝探伤焊缝探伤 产品外观检测产品外观检测 检测报告检测报告 产品合格证书产品合格证书 产品出厂产品出厂4th 全国抗震加固改造技术学术研讨会，全国抗震加固改造技术学术研讨会，2009年年12月月12日，中国日，中国 厦门厦门tj型屈曲约束支撑截面类型4th 全国抗震加固改造技术学术研讨会，全国抗震加固改造技术学术研讨会，2009年年12月月12日，中国日，中国 厦门厦门屈曲约束支撑加固实例 4th 全国抗震加固改造技术学术研

9、讨会，全国抗震加固改造技术学术研讨会，2009年年12月月12日，中国日，中国 厦门厦门学校加固的两种方法恒丰中学教学楼加固工程结构特征恒丰中学教学楼加固工程结构特征 混凝土框架结构体系； 在原有五层基础上增加一层； 加固要求：学校教学楼建筑需提高安全等级，根据要求，抗震设防烈度由7提高至7.5。框架抗震等级提高至二级。4th 全国抗震加固改造技术学术研讨会，全国抗震加固改造技术学术研讨会，2009年年12月月12日，中国日，中国 厦门厦门加固要求 梁柱节点加固； 结构设防烈度提高导致结构抗侧刚度和承载力不满足规范要求； 增加结构耗能能力； 如不采用耗能减震技术，二、三层70的柱需要加大截面，

10、四层、五层50%的柱需要加大截面。六层45的柱需要加大截面。二层、三层30%的梁需要加固，四层15%的梁需要加大截面。4th 全国抗震加固改造技术学术研讨会，全国抗震加固改造技术学术研讨会，2009年年12月月12日，中国日，中国 厦门厦门屈曲约束耗能支撑适用性 屈曲约束耗能支撑可提高结构刚度； 屈曲约束耗能支撑可提高结构承载能力； 屈曲约束耗能支撑可减少结构加固量； 屈曲约束耗能支撑可提高结构耗能能力。4th 全国抗震加固改造技术学术研讨会，全国抗震加固改造技术学术研讨会，2009年年12月月12日，中国日，中国 厦门厦门传统加固方法二层需加固梁4th 全国抗震加固改造技术学术研讨会，全国抗

11、震加固改造技术学术研讨会，2009年年12月月12日，中国日，中国 厦门厦门传统加固方法三层需加固梁4th 全国抗震加固改造技术学术研讨会，全国抗震加固改造技术学术研讨会，2009年年12月月12日，中国日，中国 厦门厦门传统加固方法四层需加固梁4th 全国抗震加固改造技术学术研讨会，全国抗震加固改造技术学术研讨会，2009年年12月月12日，中国日，中国 厦门厦门采用耗能减震技术后二层梁4th 全国抗震加固改造技术学术研讨会，全国抗震加固改造技术学术研讨会，2009年年12月月12日，中国日，中国 厦门厦门采用耗能减震技术后三层梁4th 全国抗震加固改造技术学术研讨会，全国抗震加固改造技术学

12、术研讨会，2009年年12月月12日，中国日，中国 厦门厦门加固前后结构层间位移x方向y方向4th 全国抗震加固改造技术学术研讨会，全国抗震加固改造技术学术研讨会，2009年年12月月12日，中国日，中国 厦门厦门罕遇地震下结构性能分析4th 全国抗震加固改造技术学术研讨会，全国抗震加固改造技术学术研讨会，2009年年12月月12日，中国日，中国 厦门厦门 综合分析，并结合工程工期较紧、且不影响下学期开学、保证结构安全，共设置屈曲约束耗能支撑25根。 结构达到设防烈度7.5的要求。4th 全国抗震加固改造技术学术研讨会，全国抗震加固改造技术学术研讨会，2009年年12月月12日，中国日，中国

13、厦门厦门4th 全国抗震加固改造技术学术研讨会，全国抗震加固改造技术学术研讨会，2009年年12月月12日，中国日，中国 厦门厦门现场照片4th 全国抗震加固改造技术学术研讨会，全国抗震加固改造技术学术研讨会，2009年年12月月12日，中国日，中国 厦门厦门深圳福田中学合肥元一柏庄小学教学楼传统加固 根据建筑工程抗震设防分类标准gb 50223-2008规范6.0.8条的要求，中、小学的教学用房和学生宿舍、食堂等建筑的抗震设防类别划分为乙类，其抗震措施提高一度，依据抗规6.1.2条，中小学校舍房屋的混凝土框架等级由以前的三级提高到二级。计算结果显示，房屋大量结构构件配筋面积不够，14个框架梁

14、端部负弯矩纵筋缺失,4根次梁负弯矩纵筋不足，82根柱纵筋缺失，6根柱箍筋不满足要求，14根柱轴压比不满足要求 屈曲约束支撑加固 考虑到建筑物的用途，由于是小学教学使用，所以改造周期不宜过长，湿作业不宜过多，而且还要便于检查和维护，更不能妨碍建筑物的外观和正常使用。按照传统加固方法加固，材料的运输、堆放、保管等都将严重影响建筑物的正常合理使用。 较传统的抗震加固方法，耗能减震加固具有加固效果良好、构造简单、施工费用低、施工周期短、对户外造成的影响小等优点。 元一柏庄小学教学楼如果采用屈曲约束耗能支撑加固，将会大大缩短加固改造周期，而且还会节约成本。 加固价格对比 加固土建施工费用为四项加固类型之

15、和预计为445543元。但实施这些方法加固对建筑已有的填充墙体和外墙有较大的改动，二次装修工作量大，装修费用难以估计。 屈曲约束耗能支撑加固预计515230元 二次装修费用：传统方法约60万元；屈曲约束支撑约20万加固现场屈曲约束耗能支撑加固施工组织 进场准备进场准备 破除装修面破除装修面 尺寸复核尺寸复核 工厂生产产品，同时现场进行连接节点加固工厂生产产品，同时现场进行连接节点加固 安装安装 校核检测校核检测 装修装修 完工完工结束语结束语1、采用屈曲约束耗能支撑后结构抵抗强烈地震性、采用屈曲约束耗能支撑后结构抵抗强烈地震性 能显著增强，提高了学校教学楼的抗震等级。能显著增强，提高了学校教学楼的抗震等级。2、采用屈曲约束耗能支撑能减小结构的加固量。、采用屈曲约束耗能支撑能减小结构的加固量。3、tj型屈曲约束耗能支撑由