brb屈曲约束支撑的检测试件组成以及试验结果

为了检测，我们共设计两种类型brb屈曲约束支撑的试件，分别为端部焊接型及中部切削型。端部焊接型屈曲约束支撑共设计4根试件，芯材截面分别为“十”字形及“T”字形，每种芯材截面形式的试件各2根。其中，“十”字形截面芯材由两根等肢角钢组合而成，“T”形截面芯材由两根不等肢角钢组合而成。每种截面形式的芯材分别有两种组合方式：一种为两角钢之间沿全长进行浅度焊接，另一种为两角钢在耗能工作段无连接，仅在两端的过渡段和连接段焊接。中部切削型试件共设计3根，芯材截面形式分别为“十”字形及“一”字形，其中“十”字形截面芯材由3块钢板沿纵向全长焊接而成。支撑设计参数见表1，构造示意图见图1。

brb屈曲约束支撑端部焊接型试件中，“十”字形截面芯材由两根等肢角钢组合而成，其编号分别为W-1、W-2；“T”字形截面芯材由两根不等肢角钢的长肢相并组合而成，其编号分别为W-3、W-4。为探讨角钢之间的协同性能，芯材角钢之间的组合方式包括焊接与非焊接两种情况。焊接是指沿芯材纵向将两根角钢进行浅度焊接；非焊接是指仅将芯材两端的过渡段及连接段焊接，核心工作段相互分离。芯材焊接时采用E43型焊条，所有焊缝均进行平滑处理。由表1可以看出，编号为W-1、W-3试件的芯材为非焊接，编号为W-2、W-4试件的芯材为焊接。中部切削型试件芯材包括“十”字形及“一”字形两种截面，“十”字形芯材由3根钢板沿纵向全长浅度焊接而成。上述试件中，仅有L-3试件一端铰接一端螺栓连接，其余6根试件两端均为螺栓连接。brb屈曲约束支撑试件具体设计参数见表1，构造简图见图1。

注：L为brb屈曲约束支撑总长度；L1为芯材工作段长度；L2为芯材过渡段长度；L3为芯材连接段长度；L4为外围约束机制总长度；A为芯材工作段横截面面积；a1为芯材工作段宽厚比；a2为连接段宽厚比；b1为芯材工作段翼缘宽度；b2为芯材连接段翼缘宽度；bs为外围约束机制横截面宽度；t1为芯材工作段翼缘厚度；t2为芯材连接段翼缘厚度；t3为外包钢管壁厚；d为外围约束机制横截面高度。

端部焊接型屈曲约束支撑为在芯材角钢端部翼缘处焊接同强度、同厚度钢板，进而形成相对增强的过渡段和连接段；中部切削型屈曲约束支撑通过对芯材中部翼缘进行切削加工，形成相对削弱的工作段，端部焊接型和中部切削型构造见图2。相比于中部切削型芯材，端部焊接型芯材不需对芯材进行机床加工，提高了材料利用率，简化了加工流程，降低了成本；同时，连接段横截面尺寸相同情况下，较小截面型材可实现较大的工作段截面，芯材的选择余地增大。

端部焊接型和中部切削型屈曲约束支撑的区别集中在内部芯材的加工制作上，除此之外的工艺与流程均相同。支撑的制作流程为：芯材及外包钢管的加工制作；芯材工作段及两端过渡段表面涂刷无粘结材料；沿芯材纵向，在工作段及两端过渡段肢尖处粘贴厚度为1mm的聚乙烯软胶条；芯材过渡段变截面处粘贴一定厚度的塑料泡沫；将芯材置于钢管内，并进行临时固定，竖直放置于水泥地面上；在钢管与芯材之间浇筑碎石混凝土，养护成型。为防止混凝土漏浆，钢管底部临时密封。

屈曲约束支撑材料性能

试件芯材由Q235型钢加工而成，为精确标定试件的屈服位移，芯材材质试验所用的材料与芯材取自同一母材，混凝土的强度等级为C30。材质实验中，试样的选取、加工及测试流程均依据现行规范进行。

实验结果表明，屈曲约束支撑滞回曲线饱满稳定，具有稳定的规律性；试件与加载装置的连接方式、芯材截面形式及其组合方式对支撑滞回性能和破坏形态没有明显影响，为降低成本及简化加工流程，建议芯材角钢之间在工作段范围进行非焊接处理；芯材宽厚比是影响支撑力学性能的主要因素，建议使用较低宽厚比的芯材。对于端部焊接型支撑而言，端部补强板与芯材的焊接质量是屈曲约束支撑性能稳定的关键所在，应提高焊接质量来降低其残余应力的影响，进而增强支撑的耗能能力。就中部切削型支撑来说，限位卡附近过渡圆弧的曲率半径是影响其性能的主要因素，建议采取增大过渡圆弧曲率半径的措施。工程上可以通过螺栓连接代替理想的铰接以降低工程造价，但螺栓连接增加连接段长度，降低支撑的长度利用率，应综合考虑支撑与主体结构的连接。

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