屈曲约束支撑设计手册(第四版)

1、主编 同济大学多高层钢结构及钢结构抗火研究室 上海蓝科钢结构技术开发有限责任公司 第四版设计手册 TJ屈曲约束支撑 上海蓝科钢结构技术开发有限责任公司 地 址：上海市国权路39号财富广场金座1110-1119室 电 话65976486 65978377 传 真E-mail:support 同济大学多高层钢结构及钢结构抗火研究室 设计技术咨询总经销 电 话65987381 传 真E-mail:ffsun 联系人：孙飞飞 TJ 屈曲约束支撑设计手册 刊刊刊刊 首首首首 语语语语 TJTJ

2、TJTJ 屈曲约束支撑屈曲约束支撑屈曲约束支撑屈曲约束支撑 = = = = “小震经济小震经济小震经济小震经济、中震不坏中震不坏中震不坏中震不坏、大震易修大震易修大震易修大震易修、余震不倒余震不倒余震不倒余震不倒” 结构抗震设防的三原则： “小震不坏、中震可修、大震不倒” 。采用 TJ 屈曲 约束支撑设防后，可以使建筑结构抗震性能更上一层楼，全面实现： 小震经济小震经济小震经济小震经济 TJ 屈曲约束支撑由于没有受压稳定问题，其在风载与小震下构件承载能力 比普通支撑提高 2-10 倍，支撑构件越长其承载能力提高越多。相同承载力条件 下与普通支撑相比，其截面可大大减小，所以结构的抗侧刚度变柔，周

3、期相应加 大。 根据上图的反应谱曲线可以看出，结构周期加长，其地震反应就减小，周 期由中心支撑方案 1 点增加到屈曲约束支撑方案 2 点， 地震反应加速度有很大的 降低； 采用屈曲约束支撑方案后各阶周期都有增加，所以各阶振型的地震反应都 减小，减小幅度一般为 10-25%。如果结构由地震工况控制，地震作用减小后， 所有构件截面都可以减小，一般可降低结构整体造价 10-30%。 中震不坏中震不坏中震不坏中震不坏 TJ 屈曲约束支撑具有明确的屈服承载力，在中震下率先屈服耗能，可起到结 构“保险丝”的作用，保护梁柱等重要的主体结构在中震下不屈服。此外，对于 一般的中震情况，屈曲约束支撑产生的塑性变形

4、并不大，经过检查后大部分可以 继续使用。 TJ 屈曲约束支撑设计手册 大震易修大震易修大震易修大震易修 TJ 屈曲约束支撑在弹塑性阶段工作时，变形能力强、滞回性能好，就如同一 个性能优良的耗能阻尼器， 比同类结构抵御大震的能力更强，使结构真正做到了 大震安全。 大震后对于发生较大屈服变形的 TJ 屈曲约束支撑也可以方便地更换， 不影响建筑使用。而传统的梁端塑性铰耗能破坏，损坏部分的梁拆除时，需要大 面积临时支撑楼板或拆除楼板，极大地影响建筑使用。 余震不倒余震不倒余震不倒余震不倒 随着建筑物重要性的提高，部分建筑不仅要实现大震不倒的基本要求，还需 要在地震后的余震中不会倒塌。通过合理布置 TJ

5、 屈曲约束支撑，保护了主体结 构不产生过大塑性变形，从而保证竖向承重构件不会在余震中倒塌，建筑物就能 实现“余震不倒”的效果，避免发生新西兰地震中的破坏。 产品分类：产品分类：产品分类：产品分类： 屈曲约束支撑产品包括耗能型屈曲约束支撑、 承载型屈曲约束支撑及屈曲约 束支撑型阻尼器三种。本手册主要介绍耗能型和承载型屈曲约束支撑的设计方 法，阻尼器详见附录。 产品部分应用实例：产品部分应用实例：产品部分应用实例：产品部分应用实例： 钢框架支撑结构：钢框架支撑结构：钢框架支撑结构：钢框架支撑结构： 上海世博中心为中国 2010 年世博会四大永久场馆之一， 总 建筑面积约 14 万平方米，其中 地上

6、建筑面积 10 万平方米，地 下室建筑面积 4.2 万平方米，地 上建筑由两个单体组成， 西侧为 会展区，东侧为会议区。会展区南北长约 90 米，东西长约 162 米，地下 1 层，地上 7 层， 屋面高度约 39 米。 结构采用 8 度设防， 在结构关键部位采用 108 根 TJ 屈曲约束支撑构件产 品，起到了大幅降低结构用钢量的良好经济效果。 山西宾利国际商务公寓位于太原市小店区，东临 人民路，南临先锋街。由两栋百米的双塔构成，建筑 造型中西合璧，具有鲜明的时代特征；建筑结构采用 钢框撑架结构形式，建成后成为山西省第一座高层钢 结构的标志性建筑。由于太原市为八度设防，所以在 核心筒部分的钢

7、支撑中采用 54 根 TJ 屈曲约束支撑， 一方面起到了抗侧刚度的作用，另一方面使结构在大 震下具有良好的耗能能力，增强了结构抗震性能。TJ TJ 屈曲约束支撑设计手册 屈曲约束支撑的应用极大地提高了高烈度设防地区的建筑抗震能力。 阿富汗 Marriott 五星级酒店位于阿富汗 首都喀布尔，地下一层，地上 6 层，采用了 屈曲约束支撑框架结构体系，按照美国规范 设计。采用 TJ 屈曲约束支撑比采用普通钢 结构支撑能使结构地震作用降低 30%，节省 了 15%的用钢量。 混凝土框架支撑结构：混凝土框架支撑结构：混凝土框架支撑结构：混凝土框架支撑结构： 大量工程实践表明，总层数为 612 层的混凝

8、土结构，通长需要增加抗侧力构件，如果 设置混凝土剪力墙，会使结构过刚，增加结构配筋，基础费用增加，结构耗能能力较差。 通 过设置屈曲约束支撑的方法能够使结构刚度合理，既满足变形要求，又不增加配筋，且提高 施工速度。 虹桥综合交通枢纽公共事务中心公共 服务中心大楼位于上海市虹桥交通枢纽西 交通中心西南角，总建筑面积约 28400m2， 其中地下 2 层、地上 8 层，工程采用混凝土 框架屈曲约束支撑结构体系，在六、七、 八 层及屋面层设有连体结构， 连体部分采用钢 结构，和塔楼间采用强连接。在适当的位置 设置 TJ 屈曲约束支撑，来避免刚度中心与 质量中心之间存在过大的偏心， 减少结构地震扭转效

9、应。 保证了在地震作用下屈曲约束支撑 先屈服耗能，使得整体结构在有足够抗侧刚度的同时又有较好的延性。 山西图书馆位于太原市，为平面不规则结构，需要采取支撑增大结构的抗扭刚度，且宜 增设耗能构件。在结构初步设计中采用了混凝土支撑的形式。混凝土支撑耗能能力差，且在 大震作用下由于混凝土的开裂破坏，支撑将失效，结构扭转严重，安全性能降低。在初始方 案中，整体结构的主要耗能部件为混凝土梁柱，震后修复将极为困难。采用 TJ 屈曲约束支 撑后， 结构耗能能力和延性性能 都能得到较大的提高。 在弹性阶 段， 支撑同样能起到混凝土支撑 的作用，提高结构抗扭刚度。 在 大震作用下，支撑耗能，减小主 体框架的损伤

10、，起到“保险丝” 的作用。 TJ 屈曲约束支撑设计手册 上海市防震减灾中心大楼共 10 层，地下 1 层， 地上 9 层，为混凝土框架屈曲约束支撑结构体系。 由于该楼为上海市震后抗震减灾指挥中心，其抗震 设防等级高于上海市标准，按 8 度抗震设防。作为 结构主要抗侧力体系和第一道抗震防线设置的 TJ 屈 曲约束支撑在小震下为结构提供抗侧刚度，在罕遇 地震作用下率先进入屈服耗能，吸收地震输入结构 的能量，保护混凝土框架梁、柱不受地震作用发生 破坏。全楼共设置 75 根屈曲约束支撑，屈服承载力 分别为 800kN 和 1300kN。 框架筒体结构：框架筒体结构：框架筒体结构：框架筒体结构： 在框架

11、筒体结构体系中，主要抗侧力体系为核心筒，如果核心筒偏置，通常会导致结 构刚心和质心距离较大， 结构扭转效应明显。 采用屈曲约束支撑后能有效增大结构扭转刚度， 同时提高结构耗能能力，起到阻尼器的作用。 三林体育中心训练馆为钢筋混凝土核心筒钢筋混凝土框架结构体系， 混凝土核心筒完 全布置在结构的一侧，因而在偏离核心筒的两个角部设置 TJ 屈曲约束支撑来增强结构的抗 扭刚度，并且增加结构的耗能能力。与设置普通支撑的方案相比，屈曲约束支撑外观尺寸减 小了一半，结构地震作用减小了 8%。 兰州云天酒店位于兰州，坐落于黄河岸边，建筑表现为伟大 诗人李白的诗句“君不见黄河之水天上来”的意境。建成后将成 为兰

12、州最高的建筑。结构体系为钢筋混凝土核心筒钢框架混合 结构。由于核心筒不能布置在结构的质心位置，导致扭转效应明 显。采用 TJ 屈曲约束支撑后，不仅增加了结构抗扭刚度，使结构 抗扭刚度以及扭转位移比都满足设计要求，同时减少了结构用钢 量，增强了结构耗能能力，减小了罕遇地震下的结构位移反应。 大跨结构：大跨结构：大跨结构：大跨结构： 大型场馆、工业厂房建筑，在短轴方向往往是由平面桁架或 平面刚架构成，而在长轴方向设置支撑提供结构抗侧刚度，传递地震力等其他水平力，支撑 杆件为结构中重要构件，设置屈曲 约束支撑不仅可以提高结构抗震能 力，还能减小支撑的外观尺寸。 东方体育中心综合馆采用圆钢 管拱桁架结

13、构体系，在结构纵向设 置屈曲约束支撑提高结构的抗震性 能，与普通钢支撑相比，采用屈曲 约束支撑后结构在大震下的位移减小了 30%，且拱桁架的主体钢构件在大震下都保持弹性 TJ 屈曲约束支撑设计手册 状态。 结构加固：结构加固：结构加固：结构加固： 在国外，屈曲约束支撑在结构加固中已经得到了大量使用。上海恒丰中学、山东郯城县 医院、上海金融学院结构加固采用了 TJ 屈曲约束支撑。不仅减少了加固的工程量，降低了 造价，且提高了结构设防等级，增强了结构耗能能力。 上海市恒丰中学教学楼建于十多年前， 为混凝土框架结构体系。由于学校规模的发 展，现有的教室数量已不满足需求，因而需 要在现有的5层基础上再

14、增加一层。汶川地 震后，要求学校教学楼建筑应提高安全等 级。根据该要求，恒丰中学教学楼抗震设防 烈度由7度（0.10g）提高至7度（0.15g） ，框 架抗震等级提高至二级。采用屈曲约束支撑 抗震加固后提高了结构的抗侧刚度、承载力 和结构耗能能力，且缩短了工期，节约了加 固成本。使结构满足了提高一级抗震设防等 级的要求。 上海金融学院图文展示 中心和院系办公楼均由仓库 改建而成。经计算发现原结构 抗侧刚度和抗扭刚度均不满 足规范要求。为了提高结构在 小震作用下的抗侧刚度和抗 扭刚度，同时满足现行抗震 规范的要求，在原结构的关 键部位设置了 TJ 屈曲约束支撑。 TJ 屈曲约束支撑设计手册 I

15、目录目录 第一章绪论. 1 1.1基本原理. 1 1.2产品优点. 2 1.3本设计手册主要内容. 3 第二章产品性能与验收标准. 4 2.1产品性能. 4 2.2芯板材性. 6 2.3低屈服点钢材和普通低碳钢屈曲约束支撑性能对比.7 2.4产品验收标准. 8 第三章设计方法. 10 3.1支撑布置原则. 11 3.2支撑等效截面面积.11 3.3支撑变形与楼层位移的关系. 12 3.4支撑承载力. 13 3.4.1设计承载力. 13 3.4.2屈服承载力. 14 3.4.3极限承载力. 14 3.5支撑设计要求. 15 3.5.1风载与小震下承载力要求. 15 3.5.2支撑外套筒抗弯刚度要

16、求. 15 3.6 软件实现过程. 16 3.6.1工程概况. 16 3.6.2PKPM 软件屈曲约束支撑设计过程. 17 3.6.2.1定义屈曲约束支撑. 17 3.6.2.2布置屈曲约束支撑. 18 3.6.2.3SATWE 计算设置.20 3.6.2.4屈曲约束支撑构件验算方法. 21 3.6.3ETABS 软件屈曲约束支撑框架设计过程. 22 3.6.3.1屈曲约束支撑建模. 22 3.6.3.2定义地震反应工况. 24 3.6.3.3支撑验算方法. 25 3.6.4MTS 软件屈曲约束支撑设计过程. 25 3.6.4.1屈曲约束支撑定义. 26 3.6.4.2屈曲约束支撑截面定义.

17、26 TJ 屈曲约束支撑设计手册 II 3.6.4.3定义地震反应工况. 27 3.6.4.4屈曲约束支撑设计与验算. 27 3.6.5MIDAS 软件屈曲约束支撑框架设计过程. 28 3.6.5.1屈曲约束支撑建模. 28 3.6.5.2定义地震反应工况. 32 3.6.5.3支撑验算方法. 33 3.6.6屈曲约束支撑弹塑性分析方法. 33 3.6.6.1静力弹塑性分析方法. 33 3.6.6.2动力弹塑性分析方法. 35 3.6.6.2.1SAP2000 中模拟方法.35 3.6.6.2.2ANSYS 中模拟方法. 36 3.6.6.2.3MIDAS 中模拟方法. 37 3.6.6.2.

18、4EPDA 中模拟方法.37 3.7支撑节点设计要求. 37 3.7.1螺栓连接. 37 3.7.2焊接连接. 38 3.8支撑弹塑性滞回模型. 39 3.9延性设计方法. 39 3.9.1延性设计方法及相关原理. 40 3.9.2上海市高层建筑钢结构设计规程中的延性设计方法规定.41 第四章工程应用模式. 44 4.1作为主要抗侧体系应用. 44 4.2平面不规则结构抗平面扭转应用.52 4.3竖向不规则结构薄弱层、加强层及连体应用.55 4.4体育场馆建筑抗侧力体系. 59 4.5重型工业厂房抗侧力体系. 60 4.6混凝土框架加固. 61 第五章产品设计示例. 64 5.1产品设计示例（

19、混凝土框架结构）.64 5.1.1结构概况及针对性方案. 65 5.1.2计算模拟分析. 65 5.1.2.1结构整体指标对比. 67 5.1.2.2结构框架梁柱配筋对比. 67 5.1.2.3屈曲约束支撑初步验算. 68 5.1.3BRB 设计. 69 5.1.3.1设计参数提供. 69 5.1.3.2专业单位支撑设计. 71 TJ 屈曲约束支撑设计手册 III 5.1.4屈曲约束支撑施工图. 72 5.1.5屈曲约束支撑深化设计. 74 5.2产品设计示例二（钢框架结构）.77 5.2.1布置与产品选用. 77 5.3弹性分析及设计. 78 5.4弹塑性分析. 78 附录 A产品命名规则.

20、 84 附录 B屈曲约束支撑应用问题与回复. 85 TJ 屈曲约束支撑设计手册 1 第一章绪论第一章绪论 1.1基本原理基本原理 支撑可为框架或排架结构提供很大的抗侧刚度和承载力 （参见图 1.1） ， 采用支撑的结构 体系在建筑结构中应用十分广泛。 非支撑体系 支撑体系 结构水平位移 结构水平荷载 图 1. 1支撑体系与非支撑体系荷载位移曲线对比 但是，普通支撑受压会产生屈曲现象，当支撑受压屈曲后，刚度和承载力急剧降低。 在 地震或风的作用下， 支撑的内力在受压和受拉两种状态下往复变化。 当支撑由压曲状态逐渐 变至受拉状态时， 支撑的内力以及刚度接近为零。 因而普通支撑在反复荷载作用下滞回性

21、能 较差(参见图 1.2)。 图 1. 2普通支撑试验滞回曲线 为解决普通支撑受压屈曲以及滞回性能差的问题， 在支撑外部设置套管， 约束支撑的受 压屈曲，构成屈曲约束支撑(参见图 1.3)。 图 1. 3屈曲约束支撑构成原理图 TJ 屈曲约束支撑设计手册 2 屈曲约束支撑仅芯板与其他构件连接， 所受的荷载全部由芯板承担， 外套筒和填充材料 仅约束芯板受压屈曲，使芯板在受拉和受压下均能进入屈服，因而，屈曲约束支撑的滞回性 能优良(参见图 1.4)。屈曲约束支撑一方面可以避免普通支撑拉压承载力差异显著的缺陷， 另一方面具有金属阻尼器的耗能能力，可以在结构中充当“保险丝” ，使得主体结构基本处 于弹

22、性范围内。因此，屈曲约束支撑的应用，可以全面提高传统的支撑框架在中震和大震下 的抗震性能(参见表 1-1)。 图 1. 4屈曲约束支撑与普通支撑滞回性能对比 表表 1-1屈曲约束支撑框架与普通支撑框架的抗震性能比较屈曲约束支撑框架与普通支撑框架的抗震性能比较 状态 传统支撑框架屈曲约束支撑框架 主体结构普通支撑主体结构屈曲约束支撑 小震弹性弹性弹性弹性 中震弹性或塑性弹性或屈曲弹性塑性（耗能） 大震塑性屈曲弹性或塑性塑性（耗能） 中、大震后拆除损坏部分，影响建筑使用检查屈曲约束支撑， 更换不影响建筑物使用 1.2产品优点产品优点 与普通支撑相比，屈曲约束支撑具有以下优点： ?承载力高?承载力高

23、 抗震设计中，普通支撑的轴向承载力设计值为： n b Af N 35. 01+ =（1-1） 式中：轴心受压构件的稳定系数； A支撑的截面面积；f支撑材料强度设计值。 n 支撑的正则化长细比， () ay n f E =； 支撑长细比； ay f钢材屈服强度；E钢材弹性模量。 抗震设计中，屈曲约束支撑的轴向承载力设计值为： 1 0.9 by NA f=（1-2） 式中： 1 A约束屈服段的钢材截面面积； y f芯板钢材的屈服强度标准值。 ?延性与滞回性能好?延性与滞回性能好 TJ 屈曲约束支撑设计手册 3 屈曲约束支撑在弹性阶段工作时， 就如同普通支撑可为结构提供很大的抗侧刚度， 可用 于抵抗

24、小震以及风荷载的作用。屈曲约束支撑在弹塑性阶段工作时，变形能力强、滞回性能 好，就如同一个性能优良的耗能阻尼器，可用于结构抵御强烈地震作用。 ?保护主体结构?保护主体结构 屈曲约束支撑具有明确的屈服承载力，在大震下可起到“保险丝”的作用，用于保护主体 结构在大震下不屈服或者不严重破坏，并且大震后，经核查，可以方便地更换损坏的支撑。 ?减小相邻构件受力?减小相邻构件受力 当支撑为人字形或 V 字型布置时，由于普通支撑受压屈曲，受拉与受压承载力差异可 能很大， 而普通支撑的截面由受压承载力控制， 但支撑受拉时其内力最大可达到受拉承载力， 故与支撑相邻构件的内力由支撑受拉承载力控制。 如采用屈曲约束

25、支撑， 支撑受拉与受压承 载力差异很小，可大大减小与支撑相邻构件的内力（包括基础） ，减小构件截面尺寸，降低 结构造价。 1.3本设计手册主要内容本设计手册主要内容 本设计手册主要介绍屈曲约束支撑结构的设计方法。具体内容包括： 第一章：介绍屈曲约束支撑的基本原理，滞回特性以及产品优点。采用屈曲约束支撑的 结构，不仅可以提高承载力和结构延性，还可以保护主体结构（框架梁、柱）在地震作用下 不发生严重破坏。 第二章：介绍屈曲约束支撑产品性能和验收标准，包括支撑受力芯板的性能，支撑的抗 震试验结果以及累计塑性变形能力等。根据现行的国家标准建筑抗震设计规范 （GB50011-2010）及TJ 屈曲约束应

26、用技术规程 （DBJ/CT105-2011）给出了屈曲约束支撑 验收标准。 第三章： 系统介绍屈曲约束支撑设计方法， 包括支撑的布置原则、 等效截面面积的定义、 支撑的承载力在设计中的应用。 提出了屈曲约束支撑节点的设计要求、 屈曲约束支撑的滞回 模型。介绍了 PKPM、ETABS、MIDAS 和 MTS 四种软件进行屈曲约束支撑结构设计的方 法。根据各国规范，总结了屈曲约束支撑框架延性设计方法。 第四章：根据国内外屈曲约束支撑的应用特点，总结了 6 种不同的应用模式。 第五章：结合一个实例，给出了屈曲约束支撑结构设计全过程。 在本手册的最后部分，给出了 TJ 屈曲约束支撑的命名规则、常见问题

27、及相应回复。 TJ 屈曲约束支撑设计手册 4 第二章产品性能与验收标准第二章产品性能与验收标准 2.1产品性能产品性能 按照构造形式分类，TJ 屈曲约束支撑产品目前有 TJI 型与 TJII 型两种型号，都由同济 大学多高层钢结构与钢结构抗火研究室研制， 是国内首个实现产业化的国产屈曲约束支撑产 品（如图 2.1） 。其中，TJI 型屈曲约束支撑为纯钢约束型，约束套筒采用方型或矩形钢管， 套筒与芯板之间无填充材料，通过特殊的加劲肋设计实现对芯板约束屈服段的约束效应； TJII 型屈曲约束支撑约束套筒也采用钢管， 套筒与芯板之间采用填充材料实现对芯板的屈曲 约束作用。 图 2. 1TJ 屈曲约束

28、支撑产品实物图 按照使用功能分类，TJ 屈曲约束支撑有耗能型屈曲约束支撑、承载型屈曲约束支撑和 屈曲约束支撑阻尼器三种类型。 耗能型屈曲约束支撑既能保证构件不屈曲， 还能保证芯板屈 服后的耗能能力。 而承载型屈曲约束支撑仅约束构件的屈曲。 当屈曲约束支撑既要用于提高 结构刚度、承载力，又要用于结构的耗能构件时候，应选用耗能型屈曲约束支撑。当支撑仅 用于提高结构的刚度及承载力， 则可选用承载型屈曲约束支撑， 承载型屈曲约束支撑设计中 根据设计性能目标要求确定支撑的屈服强度。 屈曲约束支撑型阻尼器的设计方法同位移型阻 尼器，具体设计方法可参考现行国家标准建筑抗震设计规范 （GB50011-2010

29、）相关章节。 耗能型屈曲约束支撑的芯板采用低屈服强度钢材（钢材牌号为 Q160LY 和 Q225LY）或 普通低碳钢（Q235 钢） 。承载型屈曲约束支撑芯板采用普通低碳钢（Q235 钢）或其他高强 钢（Q345 钢、Q390 钢、Q420 钢） 。屈曲约束支撑型阻尼器的芯板采用低屈服强度钢材（钢 材牌号为 Q100LY、Q160LY 和 Q225LY） 大量实验证明， TJI 型与 TJII 型屈曲约束支撑的产品性能， 均满足美国 ANSI/AISC341-05 （美国钢结构抗震设计规范） 、国家标准建筑抗震设计规范 （GB50011-2010）以及上海 市标准 高层建筑钢结构技术规程 （D

30、G/TJ08-32-2008） 、 中国工程建设标准化协会标准端 板式半刚性连接钢结构技术规程 （CECS260:2009）和上海市推荐性标准TJ 屈曲约束应用 技术规程 （DBJ/CT105-2011）中关于屈曲约束支撑的技术要求（试验结果见图 2.2、图 2.3、 表 2-1） 。 TJ 屈曲约束支撑设计手册 5 -50-40-30-20-1001020304050 -3,000 -2,000 -1,000 0 1,000 2,000 3,000 TJI-1-BRB 轴向力(kN) 轴向变形(mm) Q160 -40-30-20-10010203040 -3,000 -2,000 -1,0

31、00 0 1,000 2,000 3,000 Q195 TJI-2-BRB 轴向力(kN) 轴向变形(mm) (a) Q160 国产低屈服点钢芯板(b) Q195 国产低碳钢芯板 -60-40-200204060 -2,000 -1,500 -1,000 -500 0 500 1,000 1,500 2,000 Q225 轴向变形 (mm) 轴向力(kN) TJI-3-BRB -50-40-30-20-1001020304050 -3,000 -2,000 -1,000 0 1,000 2,000 3,000 Q235 TJI-4-BRB 轴向力(kN) 轴向变形 (mm) (c) Q225

32、国产低屈服点钢(d) Q235 国产低碳钢芯板 图 2. 2TJI 型屈曲约束支撑轴力与轴向变形滞回曲线 -45-30-150153045 -3,000 -2,000 -1,000 0 1,000 2,000 3,000 Q160 轴向变形(mm) 轴向力(kN) TJII-1-BRB -80-60-40-20020406080 -4,000 -3,000 -2,000 -1,000 0 1,000 2,000 3,000 4,000 Q195 TJII-2-BRB 轴向力(kN) 轴向变形(mm) (a) Q160 国产低屈服点钢芯板(b) Q195 国产低碳钢芯板 -40-30-20-10

33、010203040 -3,000 -2,000 -1,000 0 1,000 2,000 3,000 Q225 轴向变形 (mm) 轴向力(kN) TJII-3-BRB -30-20-100102030 -2,000 -1,000 0 1,000 2,000 Q235 轴向变形 (mm) 轴向力(kN) TJII-4-BRB (c) Q225 国产低屈服点钢(d) Q235 国产低碳钢芯板 图 2. 3TJII 型屈曲约束支撑轴力与轴向变形滞回曲线 TJ 屈曲约束支撑设计手册 6 -60-40-200204060 -2000 -1000 0 1000 2000 轴向力(KN) 轴向变形(mm)

34、 图 2. 4新日铁屈曲约束支撑轴力与轴向变形滞回曲线 表表 2-1TJ 屈曲约束支撑产品试验结果对比表屈曲约束支撑产品试验结果对比表 序号 芯板材 料 屈服承 载力(t) 最大相 对变形 相当于层 间位移角 最大 拉力 (t) 最大 压力 (t) 应变强 化系数 屈服位 移 Dy (mm) 累计塑性 变形( Dy) TJI-1Q1601201/601/302703102.561.82981 TJI-2Q1951651/601/302702601.633.45395 TJI-3Q2251551/801/401952101.485.17315 TJI-4Q2351651/601/30265290

35、1.742.81568 TJII-1Q1601451/801/401752102.145.41775 TJII-2Q1952251/801/402352601.696.05475 TJII-3Q2251901/801/402903051.612.232355 TJII-4Q2351351/801/402152251.692.43987 新日铁Q2251321/801/401751901.333.04242 同新日铁屈曲约束支撑产品对比，TJI 型与 TJII 型屈曲约束支撑在性能上与新日铁屈曲 约束支撑产品性能（图 2.4）相当，并具有很好的稳定性。 2.2芯板材性芯板材性 耗能型屈曲约束支撑

36、芯板材料共有两大系列，分别是低屈服点钢系列和低碳钢系列。 耗 能型屈曲约束支撑并不要求一定采用低屈服点钢材， 只要材料性能满足要求， 即可达到屈曲 约束支撑基本的性能要求。 承载型屈曲约束支撑可采用普通低碳钢和其他高强钢。 屈曲约束 支撑型阻尼器一般采用低屈服点钢制作而成。屈曲约束支撑芯板材料性能要求（见表 2-2） ： 表表 2-2屈曲约束支撑芯板屈服段钢材性能指标屈曲约束支撑芯板屈服段钢材性能指标 屈曲约束 支撑类型 屈强比伸长率冲击功韧性屈服强度波动范围 耗能型 屈曲约束 支撑 0.830% 27J （常温） Q160LY(140 MPa 180 MPa) Q225LY(205 MPa

37、245 MPa) Q235(235 MPa 295 MPa) 屈曲约束 支撑型 阻尼器 0.840% 27J （0） Q100LY ( 80 MPa 120 MPa) Q160LY(140 MPa 180 MPa) Q225LY(205 MPa 245 MPa) TJ 屈曲约束支撑设计手册 7 承载型 屈曲约束 支撑 0.820% 27J （常温） Q235 (235 MPa) Q345 (345 MPa) 0.8520% 27J （常温） Q390 (390 MPa) Q420 (420 MPa) 注：芯板钢材牌号命名参考国家标准建筑用低屈服强度钢板和钢带 低屈服点钢是一种新的钢种，其主要特

38、点是屈服点稳定，其波动范围一般控制在 20MPa 的范围内，此外具有更好的延伸率。采用低屈服点钢材制作的屈曲约束支撑延性 性能更好， 能抵御多次地震作用。 低屈服点钢材常见型号有屈服点强度为 160MPa 和 225MPa 两种。国产低屈服点钢板（如图 2.5）的材料力学性能见表 2-3。 图 2. 5宝钢低屈服点钢材产品图样 表表 2-3BLY160 和和 BLY225 钢板力学性能钢板力学性能 钢材板厚 屈服强度 Rp0.2,MPa 抗拉强度 Rm,MPa 屈强比 YR,% 伸长率 A50mm,% 0冲击功 Akv,J BLY160 规定值16020220-320804527 20mm 板试验值161、176294、29855、6068、72250、282 40mm 板试验值1502855361277 BLY225 规定值22520300-400804027 30mm 板试验值216、219311、30770、7245、4745、51 55mm 板试验值225、210315、