屈曲约束耗能支撑在抗震加固中的应用

TJ型屈曲约束耗能支撑

——教学楼加固改造工程目录屈曲约束支撑基本原理试验研究教学楼加固特点TJ型屈曲约束支撑加固工程应用1995年,日本阪神地震2008年,汶川地震普通支撑的破坏屈曲约束耗能支撑的基本组成

屈曲约束耗能支撑构件组成示意图

通过外加套筒，约束芯板的屈曲。利用芯材的屈服耗能。屈曲约束耗能支撑的优点屈曲约束支撑的芯板

芯板钢材类型低屈服点钢材：屈服强度160MPa，225MPa普通低碳钢：Q235，Q195屈曲约束支撑与粘滞阻尼器的比较加载制度加载制度TJI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）的变形往复加载，每个变形幅值循环加载3次。TJII型屈曲约束支撑试验TJ型屈曲约束支撑性能试验屈曲约束支撑应用类型屈曲约束支撑的分类承载型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

耗能型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服滞回来耗能阻尼器在小震下就屈服，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承载型屈曲约束支撑屈曲约束支撑的轴力设计值N应不大于其承载力设计值Nb N≤Nb

Nb=Af其中A为芯板的截面面积，f为材料的强度设计值。

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受力性能标准耗能型屈曲约束支撑受力性能标准耗能型屈曲约束支撑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/AISC341-05）循环加载累积轴向塑性变形≥200Δby

Δby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。受力性能标准耗能型屈曲约束支撑承载力要求小震、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承载力设计参数表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。承载力要求小震下支撑应屈服。l产品验收标准材料复检尺寸校核焊缝探伤产品外观检测检测报告产品合格证书产品出厂TJ型屈曲约束支撑截面类型屈曲约束支撑加固实例

学校加固的两种方法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，2009年12月12日，中国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，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，2009年12月12日，中国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。传统加固方法二层需加固梁传统加固方法三层需加固梁传统加固方法四层需加固梁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，2009年12月12日，中国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，2009年12月12日，中国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，2009年12月12日，中国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，2009年12月12日，中国厦门综合分析，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，2009年12月12日，中国厦门4th

全国抗震加固改造技术学术研讨会，2009年12月12日，中国厦门现场照片4th

全国抗震加固改造技术学术研讨会，2009年12月12日，中国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》GB50223-2008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破除装修面尺寸复核工厂生产产品，同时现场进行连接节点加固安装校核检测装修完