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產品與解決方案

產品與解決方案

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  一、基本原理

  支撐可為框架或排架結構提供很大的抗側剛度和承載力,采用支撐的結構體系在建筑結構中應用十分廣泛。

  但是,普通支撐受壓會產生屈曲現象,當支撐受壓屈曲后,剛度和承載力急劇降低。在地震或風的作用下,支撐的內力在受壓和受拉兩種狀態下往復變化。當支撐由壓曲狀態逐漸變至受拉狀態時,支撐的內力以及剛度接近為零。因而普通支撐在反復荷載作用下滯回性能較差。

  為解決普通支撐受壓屈曲以及滯回性能差的問題,在支撐外部設置套管,約束支撐的受壓屈曲,構成屈曲約束支撐。

  

屈曲約束支撐1.png

 

  屈曲約束支撐僅芯板與其他構件連接,所受的荷載全部由芯板承擔,外套筒和填充材料僅約束芯板受壓屈曲,使芯板在受拉和受壓下均能進入屈服,因而,屈曲約束支撐的滯回性能優良。屈曲約束支撐一方面可以避免普通支撐拉壓承載力差異顯著的缺陷,另一方面具有金屬阻尼器的耗能能力,可以在結構中充當“保險絲”,使得主體結構基本處于彈性范圍內。因此,屈曲約束支撐的應用,可以全面提高傳統的支撐框架在中震和大震下的抗震性能。

  二、產品優點

  1. 承載力高

  抗震設計中,普通支撐的軸向承載力設計值為:

  

屈曲約束支撐公式1

 

  屈曲約束支撐的軸向承載力設計值為:

  

屈曲約束支撐公式2

 

  式中:——約束屈服段的鋼材截面面積;——芯板鋼材的屈服強度標準值。

  2. 延性與滯回性能好

  屈曲約束支撐在彈性階段工作時,就如同普通支撐可為結構提供很大的抗側剛度,可用于抵抗小震以及風荷載的作用。屈曲約束支撐在彈塑性階段工作時,變形能力強、滯回性能好,就如同一個性能優良的耗能阻尼器,可用于結構抵御強烈地震作用。

  3. 保護主體結構

  屈曲約束支撐具有明確的屈服承載力,在大震下可起到“保險絲”的作用,用于保護主體結構在大震下不屈服或者不嚴重破壞,并且大震后,經核查,可以方便地更換損壞的支撐。

  4. 減小相鄰構件受力

  當支撐為人字形或V 字型布置時,由于普通支撐受壓屈曲,受拉與受壓承載力差異可能很大,而普通支撐的截面由受壓承載力控制,但支撐受拉時其內力最大可達到受拉承載力,故與支撐相鄰構件的內力由支撐受拉承載力控制。如采用屈曲約束支撐,支撐受拉與受壓承載力差異很小,可大大減小與支撐相鄰構件的內力(包括基礎),減小構件截面尺寸,降低結構造價。

  三、產品性能

  屈曲約束支撐有耗能型屈曲約束支撐、承載型屈曲約束支撐和屈曲約束支撐阻尼器三種類型。耗能型屈曲約束支撐既能保證構件不屈曲,還能保證芯板屈服后的耗能能力。而承載型屈曲約束支撐僅約束構件的屈曲。當屈曲約束支撐既要用于提高結構剛度、承載力,又要用于結構的耗能構件時候,應選用耗能型屈曲約束支撐。

  耗能型屈曲約束支撐的芯板采用低屈服強度鋼材(鋼材牌號為Q160LY和Q225LY)或普通低碳鋼(Q235鋼)。承載型屈曲約束支撐芯板采用普通低碳鋼(Q235鋼)或其他高強鋼(Q345鋼、Q390鋼、Q420鋼)。屈曲約束支撐型阻尼器的芯板采用低屈服強度鋼材(鋼材牌號為Q100LY、Q160LY和Q225LY)。

  

屈曲約束支撐2.png

Q160國產低屈服點鋼芯板滯回曲線

 

  屈曲約束支撐芯板屈服段鋼材性能指標

  

屈曲約束支撐3.png

 

  四、連接形式

  1. 兩端焊接型屈曲約束支撐焊接連接

  

屈曲約束支撐4.png

 

  2. 兩端高強螺栓型屈曲約束支撐螺栓連接

  

屈曲約束支撐5.png    屈曲約束支撐6.png

3. 兩端銷軸型屈曲約束支撐銷軸連接

 

  

屈曲約束支撐7.png    屈曲約束支撐8.png

五、耗能型屈曲約束支撐參數表

 

  表B-1 Q160系列耗能型屈曲約束支撐參數參考表

  

屈曲約束支撐9.png

 

  續表B-1 Q160系列耗能型屈曲約束支撐參數參考表

  

屈曲約束支撐10.png

 

  注:除表中所列屈曲約束支撐型號外,亦可根據工程實際需求進行定制。

  表B-2 Q225系列耗能型屈曲約束支撐參數參考表

  

屈曲約束支撐11.png

 

  續表B-2 Q225系列耗能型屈曲約束支撐參數參考表

  

屈曲約束支撐12.png

 

  注:除表中所列屈曲約束支撐型號外,亦可根據工程實際需求進行定制。

  表B-3 Q235系列耗能型屈曲約束支撐參數參考表

  

屈曲約束支撐13.png

 

  續表B-3 Q235系列耗能型屈曲約束支撐參數參考表

  

屈曲約束支撐14.png

 

  注:除表中所列屈曲約束支撐型號外,亦可根據工程實際需求進行定制。

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