二重剛度屈曲約束支撐-框架結構抗震性能數值模擬

胡子陽 王海龍 唐斯聰 曹文靜

(河北建筑工程學院 土木工程學院，河北 張家口 075000)

0 引 言

傳統屈曲約束支撐(buckling-restrained brace，BRB)在彈性階段為結構提供抗側剛度，塑性階段通過變形耗散能量，一定程度上減小了結構地震響應.罕遇地震下，BRB屈服后剛度驟降，而作為框架結構抗側剛度的主要提供者，BRB屈服極易導致結構產生明顯的薄弱層，薄弱層的存在將使結構變形急劇增加，BRB可能在大應變幅下發生疲勞斷裂，結構也因剛度驟降而無法抵御大變形下重力二階效應引起的彎矩效應而存在倒塌風險[5].

李銘[5]提出間隙保護屈曲約束支撐，在支撐耗能內核屈服后，由鋼絞線受拉產生恢復力，為支撐提供第二剛度，但鋼絞線彈性變形能力有限，導致支撐整體變形范圍受限；馬華[6]提出消能限位屈曲約束支撐，通過設置限位裝置實現變形過大時由約束套管參與提供軸向剛度，但強震下易發生支撐整體屈曲失穩；近年研究較多的自復位屈曲約束支撐[2]因要兼顧復位功能，在保證結構殘余變形較小的同時犧牲一定的耗能能力.

圖1 TSBRB構造示意圖

本文從構造角度創新，提出二重剛度屈曲約束支撐(two stiffness buckling-restrained brace，TSBRB)，介紹其構造、工作原理和恢復力模型，并采用時程分析法驗證其減震效果.

1 TSBRB的構造和工作原理

TSBRB構造如圖1，由傳統雙核心屈曲約束支撐與附加內芯板構成，規定位于中間的芯板為內芯板，位于內芯板上下側并與內芯板及約束套管相鄰的芯板為外芯板，外芯板兩端焊……