屈曲约束支撑抗震性能评估

屈曲约束支撑（BRB）抗震性能评估是通过实验与理论分析，验证其在地震荷载下的能量耗散能力、滞回性能和抗疲劳特性，确保其满足建筑结构抗震设计要求。评估涵盖材料性能、构造合理性、连接节点强度等核心指标，结合循环加载试验模拟地震作用，为工程设计提供数据支持，降低结构在地震中的损伤风险。

屈曲约束支撑抗震性能评估目的

1、验证能量耗散能力：通过评估BRB在反复荷载下的滞回曲线，量化其耗能效率，确保其能有效吸收地震能量，减少主体结构损伤。

2、防止支撑屈曲失效：检验约束机制是否有效抑制核心单元受压屈曲，保证支撑在极限变形下仍保持稳定承载性能。

3、优化设计参数：识别核心钢材强度、约束套筒刚度等关键参数对抗震性能的影响，指导工程选型与构造优化。

4、保障连接节点可靠性：评估支撑与结构连接部位的强度及延性，避免节点脆性破坏导致整体失效。

屈曲约束支撑抗震性能评估方法

1、低周往复加载试验：模拟地震作用的位移控制加载，记录荷载-位移曲线，分析滞回环饱满度、刚度退化及累积塑性变形。

2、疲劳性能测试：施加高频循环荷载，评估BRB在长期地震余震中的抗疲劳能力及剩余承载力。

3、数值模拟分析：基于有限元模型（如ABAQUS）复现试验结果，预测不同地震波输入下的动力响应。

4、材料性能检测：对核心钢材进行拉伸、压缩试验，验证其屈服强度、延伸率等是否符合设计要求。

屈曲约束支撑抗震性能评估分类

1、按构造类型：全钢约束、混凝土填充约束、组合约束支撑，不同约束形式影响耗能机制与评估侧重点。

2、按性能等级：普通型、高延性型、自复位型BRB，对应不同抗震设防目标的评估指标阈值。

3、按应用场景：建筑结构支撑、桥梁减震装置、既有建筑加固用BRB，需匹配差异化的评估工况。

屈曲约束支撑抗震性能评估技术

1、滞回曲线分析技术：通过面积法计算等效黏滞阻尼比，量化能量耗散效率。

2、应变场监测技术：采用DIC（数字图像相关）技术捕捉支撑表面应变分布，识别局部屈曲或开裂风险。

3、损伤指数评估：基于Park-Ang模型计算累积损伤指数，预测支撑的剩余寿命与更换周期。

屈曲约束支撑抗震性能评估步骤

1、试件制备：按设计图纸加工BRB试件，标注核心单元与约束单元分界线。

2、边界条件模拟：安装反力架与铰接支座，确保试件端部自由转动但无平面外位移。

3、加载协议执行：按AISC 341标准实施位移幅值递增的循环加载，记录荷载、位移及应变数据。

4、失效模式判定：观察试件是否出现核心板断裂、约束套筒开裂或焊缝脱开等破坏形态。

屈曲约束支撑抗震性能评估所需设备

1、电液伺服作动器：提供高精度位移/力控制，最大出力需覆盖BRB的极限承载力。

2、高刚度反力墙：承受试验过程中的水平反力，避免系统变形影响数据准确性。

3、激光位移传感器：非接触式测量支撑轴向变形，分辨率需达0.01mm。

4、动态数据采集系统：同步记录荷载、位移、应变信号，采样频率不低于100Hz。

屈曲约束支撑抗震性能评估参考标准

1、GB 50011-2010：中国《建筑抗震设计规范》，规定BRB的承载力调整系数与变形限值。

2、JGJ 297-2013：《建筑消能减震技术规程》，明确BRB的型式检验要求与验收标准。

3、AISC 341-16：美国钢结构协会标准，提供BRB试验加载协议与性能验收准则。

4、FEMA 450：美国联邦应急管理局抗震条款，定义BRB在抗震体系中的性能目标。

5、ISO 22762-2010：国际标准化组织的隔震装置标准，部分条款适用于BRB检测。

6、EN 15129-2009：欧洲抗震装置标准，涵盖BRB的疲劳性能测试方法。

7、JSSI Manual 2005：日本免震构造协会指南，规定BRB的极限变形能力评估方法。

8、AS 1170.4-2007：澳大利亚抗震标准，涉及BRB连接节点的强度验算要求。

9、CECS 420-2015：《屈曲约束支撑应用技术规程》，中国专门针对BRB的设计与检测规范。

10、ASTM E2126-11：材料低周疲劳试验方法，适用于BRB核心钢材的耐久性评估。

屈曲约束支撑抗震性能评估注意事项

1、端部约束效应：试验夹具的刚度需远大于试件，避免边界条件失真导致数据偏差。

2、加载速率控制：过快的加载速率可能导致钢材应变率硬化，影响滞回特性评估。

3、温度监测：高频加载易产生热量，需监控试件温度变化对材料性能的影响。

4、数据滤波处理：原始信号需进行低通滤波，消除高频噪声对滞回曲线分析的干扰。

屈曲约束支撑抗震性能评估合规判定

1、承载力达标：实测极限承载力不得低于设计值的90%，且不应超过130%（防超强失效）。

2、累积塑性变形：按CECS 420要求，2%弧度变形下循环30次后，承载力衰减应≤15%。

3、滞回曲线饱满度：等效黏滞阻尼比需≥0.3，确保足够的能量耗散能力。

4、破坏模式合规：核心单元应优先于约束构件发生屈服，严禁节点焊缝脆性断裂。

屈曲约束支撑抗震性能评估应用场景

1、高层建筑抗震加固：替代传统支撑，提升既有结构的抗倒塌能力。

2、大跨度空间结构：用于体育场馆、机场航站楼的抗震耗能构件。

3、桥梁减震系统：作为桥墩间连梁的耗能元件，降低地震引起的位移响应。

4、核电站关键设施：满足高烈度区核岛结构的极端地震防护需求。