屈曲约束支撑BRB减震阻尼器的构成以及研究历程

屈曲约束支撑BRB减震阻尼器通过外部约束机制使内部芯材实现屈服变形，进而耗散外部能量，实现耗能减震的目的。对“一字形”和“十字形”芯材外包钢管混凝土屈曲约束支撑进行了拟静力试验，结果表明，“十字形”芯材较“一字形”芯材更容易出现扭转效应和较低的低周疲劳性能。研制出了两种截面形式的双管双芯材屈曲约束支撑，其中，“一”字形芯材由2个“一”字形钢板组成，“T”字形芯材由2个“T”字形型钢组成，约束机制均为矩形钢管混凝土，通过缀条将2个矩形钢管焊接成整体。对“口”字形内核芯材的全钢型屈曲约束支撑进行了有限元分析，发现截面尺寸和间隙是屈曲约束支撑的控制参数。通过改变“一”字形芯材屈曲约束支撑的工作段长度，研究了支撑耗能能力与芯材长度的变化关系。

提出了一种短核心屈曲约束支撑的思想，该类型支撑可有效降低内核芯材与约束机制的摩擦力，并且便于检查和更换。提出了双核心芯材全钢屈曲约束支撑的构造思想，双核心芯材分别为H型钢和T型钢，核心芯材之间可以沿轴向产生相对位移，该类型支撑具有良好的耗能性能，但构造较为复杂。对“一字形”和“十字形”芯材的整体稳定性以及芯材耗能工作段的高阶模态稳定性进行了研究，结果表明，可用双线性模型模拟屈曲约束支撑的滞回特征。中国钢材市场研制出全钢装配式屈曲约束支撑。

通过理论分析，并结合拟静力试验，对芯材为“一字形”和“十字形”的全钢屈曲约束支撑进行了研究。但上述研究中的试件与加载装置间均为螺栓连接，没有实现完全意义上的较接，存在影响其滞回性能的人为因素；试件内部芯材均由型钢切削而成，以形成相对较弱的耗能工作段，浪费较多，增大了工程成本；试件内部芯材截面大多为“十”字形或“一”字形，不利于丰富产品市场，且芯材内部型钢之间沿纵向全长焊接，降低了芯材的韧性，对支撑滞回性能产生一定的影响。

为克服上述缺点及丰富产品市场，我们采用Q235热轧钢材制作了4根端部焊接型和3根中部切削型共7根屈曲约束支撑试件，其中，6根试件两端螺栓连接，1根试件一端螺栓连接一端铰接。同时，截面形式涵盖“一”字形、“十”字形及“T”字形3种形式；芯材内部角钢（或钢板）之间沿纵向全长有焊接和非焊接2种组合方式。通过位移控制加载的拟静力试验，对比分析了端部连接方式、截面形式、组合方式及芯材加工方式对屈曲约束支撑的力学性能、等效黏滞阻尼比、割线刚度及累积塑性延性等的影响。

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