基于新型BRB的結構抗震設計方法

高耀飛 張玉陽

摘要：本文提供一種新型BRB，并基于該新型BRB進行結構抗震設計，驗證其抗震效果及經濟性。本文詳細介紹介紹了新型BRB的結構構造設計，抗震設計優勢，設計理念及抗震效果。結果表明，新型BRB用于結構抗震設計中，可使結構抗震性能提高，并能提高新型BRB的使用壽命，增加減隔震裝置的功能性，提高結構的功能可恢復性。

1.背景介紹

防屈曲支撐（BRB）是一種類阻尼器的金屬構件，是利用內部支撐板可在約束構件內部自由地變形，來承擔大部分的軸向作用力。防屈曲支撐通常用以抗震減震，可用于房屋建筑結構，橋梁結構及地下結構等結構，采用耗能破壞的理念，在抗震設計中取得良好的減震效果。現有的BRB壽命不夠長，不易更換，現有的防屈曲支撐難以對螺栓進行涂油進行維護，導致螺栓在使用前要先浸到潤滑油內，但這時再拿出來使用，會有大量的潤滑油被帶出滴落在地面或者鋼板上，這將大大增加對潤滑油的浪費，同時也增大了對鋼板和地面的清潔難度。本文提供一種新型BRB裝置，解決上述問題，并用于結構抗震設計，取得良好的效果。

2.新型BRB設計

新型BRB的設計如下：新型BRB包括第一鋼板、支撐板、側板和第二鋼板，支撐板位于第一鋼板和第二鋼板之間，側板位于支撐板的兩側，第一鋼板和第二鋼板的表面均開設有螺栓孔，第一鋼板和第二鋼板通過螺栓孔安裝有螺栓本體，第一鋼板的內部滑動插設有銷釘本體，第一鋼板相對于螺栓本體的位置設有潤滑結構，潤滑結構包括滑塊，滑塊的表面和第一鋼板滑動連接，滑塊的內壁固定連接有長桿，長桿的表面固定連接有海綿塊，滑塊和長桿的內部安裝有導管，導管的一端和海綿塊連接，滑塊的頂端通過安裝結構安裝有圓筒，圓筒的底端開口插設在導管的內部。，滑塊的側壁固定連接有矩形桿，第一鋼板的內壁開設有限位槽，限位槽的尺寸和矩形桿的尺寸相適配，插條的表面固定連接有長板，長板和固定環之間固定連接有彈簧。，滑塊的表面固定連接有固定環，固定環的內壁滑動插設有插條，限位槽的內壁開設有插槽，插槽的尺寸和插條的尺寸相適配。，安裝結構包括圓桿、轉板、圓條和弧形桿，圓桿的底端和滑塊固定連接，轉板和圓桿的頂端轉動連接，圓條滑動插設在轉板的內部，弧形桿的表面和圓筒固定連接。，弧形桿的弧形面開設有連接槽，連接槽的尺寸和轉板的尺寸相適配，弧形桿的表面開設有圓孔，圓孔的尺寸和圓條的尺寸相適配。，銷釘本體的直徑尺寸從頂端到底端逐漸變大，第二鋼板的表面開設有銷釘孔A，且銷釘孔A的尺寸和銷釘本體的底端尺寸相適配，第一鋼板的表面開設有銷釘孔B，銷釘孔B的尺寸和銷釘本體的頂端尺寸相適配。，第一鋼板的側壁設有輔助結構，輔助結構包括擋板，擋板的表面和第一鋼板轉動連接，擋板的內壁滑動連接有滑桿，滑桿的表面固定連接有連接塊，連接塊的表面固定連接有限位條，第一鋼板的內部滑動插設有插塊，插塊和銷釘本體相插接，插塊的表面固定連接有球體，限位條和球體相插接，滑桿和擋板之間固定連接有彈簧，滑桿的表面開設有凹槽。

3.新型BRB用于結構抗震設計的優勢

新型BRB用于結構抗震設計中，可使結構抗震性能提高，并能提高新型BRB的使用壽命，增加減隔震裝置的功能性，提高結構的功能可恢復性。具體優勢如下：

當螺栓在擰進第一鋼板和第二鋼板之前，先滑動滑塊，此時滑塊將朝著螺栓孔的方向移動，滑塊移動的時候將帶動其表面的長桿移動，這時長桿將帶動其表面的海綿塊伸進螺栓孔內，然后將固定環內的插條插進插槽內，這時插條將通過插槽限制滑塊的移動，其中長板和其表面的彈簧起到了避免插條意外從插槽內脫落的作用，接著將圓筒的底端開口插進導管內，直至弧形桿表面的連接槽和轉板對齊，這時轉動轉板，轉板將轉進連接槽內，接著將圓條通過圓孔插進轉板內，此時轉板將被圓條和弧形桿限制而無法在轉動，這時轉板將通過弧形桿支撐住圓筒，接著在圓筒內倒入潤滑油，潤滑油將通過導管浸濕海綿塊，當將螺栓擰進螺紋孔內時，螺栓會擠壓海綿塊，這時海綿塊將收縮并釋放出潤滑油，從而使潤滑油隨著螺栓的擰動而不斷的涂抹在其表面，其中矩形桿起到了限制滑塊滑動方向的作用，通過設置潤滑結構，大大方便了對螺栓進行涂油保護，有效地提高了防屈曲支撐的壽命。當支撐板、側板均位于第一鋼板和第二鋼板之間后，第一鋼板和第二鋼板將利用螺栓進行連接，此時支撐板被限位，接著利用銷釘對側板進行限位，先將銷釘從第二鋼板處插入直至銷釘的頂端和第一鋼板齊平，此時將插塊插進銷釘的頂端，接著轉動擋板，并使擋板和第一鋼板的側壁齊平，然后滑動滑桿，滑桿將帶動其表面的連接塊移動，而連接塊將帶動其表面的限位條插進球體內部，這時限位條將使插塊和擋板連接在一起，從而使擋板無法轉動，同時插塊也無法從第一鋼板內移出，通過設置輔助結構，大大方便了銷釘的安裝和拆卸。

4.新型BRB抗震設計效果

新型BRB應用于實際工程抗震設計中，得到抗震效果優良，結構內力及結構位移響應均有一定的減小，減震率可達15%。因此，新型BRB可應用于實際工程抗震設計中進行結構減震設計，降低結構的地震響應。新型BRB使該減隔震裝置壽命增加，因此相應增加抗震設計方案的經濟性。

參考文獻：

[1]郭彥林，王小安，姜子欽.兩端剛接防屈曲支撐的受力性能及設計方法[J].建筑結構學報，2013.