屈曲约束支撑BRB:从构造原理到施工安装，从新建到既有建筑加固

屈曲约束支撑BRB:从构造原理到施工安装，从新建到既有建筑加固

引用

网易

1.

https://m.163.com/dy/article/JBQ1TVK90552Z61S.html

屈曲约束支撑（BRB）是一种重要的抗震耗能装置，广泛应用于各类建筑结构中。本文将详细介绍BRB的构造原理、施工安装方法以及在既有建筑加固中的应用，帮助读者全面了解这一关键技术。

第一部分 简介

屈曲约束支撑（BRB）通过核心单元的屈服耗能、约束单元的防止屈曲和提供侧向约束以及滑动机制的减少摩擦和保证变形协调等作用，在地震作用下能够有效地吸收和消耗地震能量，保护主体结构不受破坏。

屈曲约束支撑主要由以下几部分构造：

一、核心单元

核心单元是屈曲约束支撑的主要受力部分，通常采用钢材制作，如低屈服点钢材、普通钢材、特种钢材等。

1. 截面形式多样，常见的有一字形、十字形、工字形等。不同的截面形式适用于不同的工程需求，例如一字形截面适用于跨度较小的结构，工字形截面则具有较高的抗弯刚度，适用于大跨度结构。
2. 核心单元在轴向力作用下能够屈服耗能，通过反复的拉伸和压缩变形来吸收地震能量。其设计应考虑屈服强度、极限强度、伸长率等力学性能指标，以确保在地震作用下能够有效地发挥耗能作用。

二、约束单元

约束单元的作用是限制核心单元的屈曲，使其在较大变形下仍能保持稳定的力学性能。

1. 一般由钢管、混凝土或其他性能材料制成。钢管约束是较为常见的形式，钢管内部填充混凝土或其他填充材料，以增加约束单元的刚度和稳定性。
2. 约束单元与核心单元之间通常留有一定的间隙，以便核心单元在受力变形时能够自由伸缩。间隙的大小应根据核心单元的尺寸、材料性能以及工程要求等因素进行合理设计。

三、滑动机制

滑动机制位于核心单元与约束单元之间，其作用是减少核心单元与约束单元之间的摩擦力，确保核心单元在受力变形时能够自由滑动。

1. 滑动机制的设计应考虑摩擦力的大小、耐久性、安装方便性等因素，以确保屈曲约束支撑在长期使用过程中能够保持良好的性能。

四、连接节点

连接节点是屈曲约束支撑与主体结构之间的连接部分，其作用是将屈曲约束支撑的力传递给主体结构。

• 焊接连接

  优点：

  1. 连接强度高：焊接可以实现非常牢固的连接，能够承受较大的拉力、压力和剪力，确保屈曲约束支撑与主体结构之间的可靠连接。
  2. 整体性好：焊接连接使屈曲约束支撑与主体结构形成一个整体，有利于力的传递和分散，提高结构的整体稳定性。
  3. 施工相对简便：对于一些熟练的焊工来说，焊接操作相对较快，尤其是在工厂预制阶段，可以高效地完成连接工作。

  缺点：

  1. 焊接质量要求高：焊接质量受焊工技术水平、焊接工艺、环境条件等因素影响较大。如果焊接质量不佳，可能会出现裂纹、气孔等缺陷，影响连接的强度和可靠性。
  2. 不可拆卸：一旦焊接完成，连接就很难拆卸和更换。如果在后期需要对屈曲约束支撑进行维护或更换，焊接连接会带来较大的困难。
  3. 热影响区问题：焊接过程中会产生热影响区，可能会导致钢材的性能发生变化，降低钢材的强度和韧性。

• 螺栓连接

  优点：

  1. 可拆卸性好：螺栓连接可以方便地进行拆卸和更换，便于后期对屈曲约束支撑进行维护和保养。
  2. 安装精度高：通过调整螺栓的拧紧力矩，可以精确地控制连接的刚度和预紧力，确保连接的可靠性。
  3. 对构件损伤小：螺栓连接不需要进行高温焊接，不会对钢材造成热影响，减少了对构件性能的损伤。

  缺点：

  1. 连接强度相对较低：相比于焊接连接，螺栓连接的强度相对较低，特别是在承受较大的动力荷载时，可能会出现螺栓松动或滑移的情况。
  2. 占用空间较大：螺栓连接需要一定的安装空间，对于一些空间有限的结构部位，可能会受到限制。
  3. 成本较高：螺栓连接需要使用大量的螺栓、螺母、垫圈等连接件，成本相对较高。

• 销轴连接

  优点：

  1. 转动性能好：销轴连接可以实现一定程度的转动，能够适应结构在地震等作用下的变形需求，减少结构的内力。
  2. 安装方便：销轴连接的安装相对简单，不需要进行复杂的焊接或螺栓拧紧操作，施工速度快。
  3. 对构件尺寸要求低：销轴连接对构件的尺寸要求相对较低，可以适应不同尺寸的屈曲约束支撑和主体结构。

  缺点：

  1. 承载能力有限：销轴连接的承载能力相对较低，主要适用于承受较小的拉力和剪力。对于承受较大荷载的结构，可能需要采用其他连接方式。
  2. 磨损问题：在长期使用过程中，销轴与孔壁之间可能会出现磨损，影响连接的可靠性。需要定期进行检查和维护。
  3. 设计和加工精度要求高：销轴连接的设计和加工精度要求较高，需要确保销轴与孔的配合精度，以保证连接的性能。

第二部分 施工安装指导

屈曲约束支撑的安装一般需要以下步骤：

一、安装前准备

1. 技术准备

• 熟悉设计图纸，了解屈曲约束支撑的型号、规格、数量、安装位置及连接方式等要求。
• 编制安装施工方案，明确施工流程、技术要点、质量控制措施及安全注意事项等。
• 对施工人员进行技术交底，确保施工人员掌握安装技术要求和操作方法。

2. 材料准备

• 检查屈曲约束支撑的产品质量，包括外观质量、尺寸偏差、力学性能等，确保符合设计要求和相关标准。
• 准备安装所需的连接件、螺栓、螺母、垫片等材料，确保其质量和规格符合要求。

3. 现场准备

• 清理安装现场，确保安装部位的结构表面平整、干净，无杂物和油污等。
• 测量安装部位的结构尺寸，确定屈曲约束支撑的安装位置和标高，做好标记。

二、安装过程

1. 支撑定位

• 根据设计图纸和现场标记，将屈曲约束支撑准确地放置在安装位置上。
• 使用临时支撑或吊具等工具，对屈曲约束支撑进行固定，防止其在安装过程中发生移动或倾斜。

2. 连接节点安装

• 焊接连接：在连接部位进行焊接，焊接工艺应符合相关标准和规范要求。焊接完成后，对焊缝进行质量检查，确保焊缝质量符合要求。
• 螺栓连接：将螺栓、螺母、垫片等连接件安装在连接部位，使用扳手等工具拧紧螺栓，确保连接牢固。螺栓的拧紧力矩应符合设计要求。
• 销轴连接：将销轴插入连接部位的孔中，安装销轴的固定装置，确保销轴连接牢固。销轴的安装精度应符合设计要求。

3. 支撑调整

• 安装完成后，对屈曲约束支撑进行调整，确保其位置、标高和垂直度等符合设计要求。
• 使用千斤顶、手拉葫芦等工具，对屈曲约束支撑进行微调，使其与主体结构之间的连接紧密、可靠。

4. 防腐处理

• 对屈曲约束支撑的外露部分进行防腐处理，如涂刷防腐漆、镀锌等，防止其在使用过程中发生腐蚀。

三、安装后检查

1. 外观检查

• 检查屈曲约束支撑的外观质量，包括表面是否有损伤、变形、锈蚀等情况。
• 检查连接节点的外观质量，包括焊缝是否饱满、螺栓是否拧紧、销轴是否安装牢固等。

2. 尺寸检查

• 检查屈曲约束支撑的尺寸偏差，包括长度、宽度、高度等，确保其符合设计要求。
• 检查连接节点的尺寸偏差，包括孔距、孔径、螺栓间距等，确保其符合设计要求。

3. 其他检查

• 焊缝探伤、漆膜厚度等

总之，屈曲约束支撑的安装需要严格按照设计要求和施工方案进行，确保安装质量和安全。在安装过程中，应注意施工安全，做好防护措施，避免发生安全事故。

第三部分 既有建筑使用屈曲约束支撑加固

优势特点

1. 提高抗震性能

• 屈曲约束支撑能够有效地吸收和消耗地震能量，减小既有建筑结构所受到的地震力，提高既有建筑的抗震性能。
• 可以增加既有建筑的侧向刚度，减小结构在地震作用下的变形，保护主体结构不受破坏。

2. 施工方便快捷

• 屈曲约束支撑的安装施工相对简单，不需要对既有建筑进行大规模的拆除和改造，可以在不影响既有建筑正常使用的情况下进行施工。
• 施工周期短，能够快速有效地提高既有建筑的安全性和可靠性。

3. 适应性强

• 屈曲约束支撑可以根据既有建筑的结构特点和加固要求进行定制化设计和加工，适应性强。
• 可以适用于不同类型的既有建筑结构，如框架结构、剪力墙结构、砖混结构等。

4. 经济环保

• 相比于传统的加固方法，屈曲约束支撑的加固成本相对较低，具有较好的经济效益。
• 屈曲约束支撑可以重复使用，拆除后不会对环境造成污染，符合环保要求。

总之，用屈曲约束支撑加固既有建筑是一种有效的加固方法，可以提高既有建筑的抗震性能和安全性，同时具有施工方便快捷、适应性强、经济环保等优点。在实际应用中，应根据既有建筑的结构特点和加固要求，选择合适的屈曲约束支撑型号和加固方案，确保加固效果和施工质量。

第四部分 其他>屈曲约束支撑的出厂前检测

屈曲约束支撑的出厂前检测主要包括以下几个方面：

一、原材料检测

1. 钢材检测

• 对屈曲约束支撑核心单元所使用的钢材进行化学成分分析、力学性能测试。包括屈服强度、抗拉强度、伸长率、冲击韧性等指标的检测，确保钢材符合设计要求和相关标准。
• 检查钢材的表面质量，不得有裂纹、夹渣、分层等缺陷。

2. 约束材料检测

• 对于约束单元所采用的钢管、混凝土等材料进行检测。钢管的检测包括壁厚、外径、材质等方面的检查，混凝土的检测包括强度、配合比等指标。
• 确保约束材料的质量和性能满足屈曲约束支撑的设计要求。

二、制作过程检测

1. 尺寸检测

• 对屈曲约束支撑的长度、宽度、高度等尺寸进行测量，检查其是否符合设计图纸的要求。
• 检测核心单元和约束单元之间的间隙尺寸，确保滑动机制能够正常工作。

2. 焊接质量检测

• 对于采用焊接连接的屈曲约束支撑，进行焊缝外观检查和无损检测。焊缝外观应平整、光滑，不得有裂纹、气孔、夹渣等缺陷。无损检测可以采用超声波探伤、射线探伤等方法，检测焊缝内部质量。

3. 防腐处理检测

• 检查屈曲约束支撑的防腐涂层质量，包括涂层厚度、附着力等指标。确保防腐处理能够有效地保护支撑免受腐蚀。

三、成品检测

1. 力学性能检测

• 进行轴向承载力试验，测试屈曲约束支撑在轴向压力和拉力作用下的承载能力。试验应按照相关标准进行，记录支撑的屈服力、极限承载力、变形等数据。
• 进行低周反复加载试验，模拟地震作用下屈曲约束支撑的工作状态。通过试验可以得到支撑的滞回曲线、耗能能力等重要性能指标。

2. 外观质量检测

• 对成品屈曲约束支撑的外观进行全面检查，包括表面平整度、油漆质量、标识等。确保支撑外观无明显缺陷，标识清晰完整。