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SF-BRB

  • 所属分类:位移型阻尼器

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  • 发布日期:2017/07/20
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详细介绍

1、赛弗屈曲约束耗能支撑(SF-BRB: Bucking-Restrained Brace)

1) 定义

一种新型钢支撑,也是一种耗能支撑。约束耗能支撑中心的芯材在轴向力作用下允许有较大的塑性变形而不会屈曲,通过这种变形还可实现耗能。

2)产品图片



3) 产品构造

        SF-BRB本身由芯材、约束套筒、填充材料和无粘结材料组成,如图1-3所示。


QQ截图20170603131326.jpg

                                                                           SF-BRB的组成(芯材+套筒)

3.jpg

                                                                                                        SF-BRB芯材示意 


   SF-BRB的芯材由延性较好的钢材制成,其外部约束套筒主要包括纯钢型和灌浆型两种,其中灌浆型为套筒内灌注无机材料作为填充材料。

4)产品原理


                                                                               普通支撑的屈曲                          SF-BRB的屈曲约束


SF-BRB是一种支撑构件,它在金属芯材受压或受拉时都会进入屈服状态,但受压时由于套筒对金属芯材进行了约束,所以不像普通支撑发生低阶屈曲现象,其受压与受拉承载力基本一致。


6.jpg

                                                                            SF-BRB与普通支撑的滞回曲线对比


如图给出了普通支撑和SF-BRB在周期性荷载作用下的变形情况,由图中可看到在拉力和压力作用下SF-BRB的变形都较稳定,而普通支撑则会发生屈曲从而丧失承载力。

1. 

1.1. 

1.2. 

 

5)产品试验

目前与阻尼器直接相关规范主要是:《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)、《建筑消能阻尼器》(JG/T 209-2012)和《建筑消能减震技术规程》(JGJ297-2013)。其中较重要的性能要求为产品滞回曲线饱满程度、拉压均衡性和30圈疲劳性能。SF-BRB产品性能经过了大量的试验和实际工程的检验,参数及指标均高于国外规范对于产品性能的要求,且性能稳定。


                                                            SF-BRB滞回曲线           日本某类型BRB滞回曲线

                                                          试验装置                                      试验曲线

30圈滞回试验,最大应变幅达到1.5%

SF-BRB产品30圈滞回试验


如图所示为SF-BRB试验曲线与日本产品的比较,由图可见两种产品所得到的试验结果相当,而受压与受拉承载力更均衡,性能更加稳定。图示为小震耗能的SF-BRB在大震位移下的30圈滞回曲线,根据规范要求偏差不应超过15%,由图中可看到SF-BRB在30圈试验下曲线重合的很好,该性能要求大大高于日本和美国规范。

 

6)连接方式

SF-BRB常用的连接方式有焊接、螺栓连接和销轴连接,选用哪种连接方式需由具体工程而定。


QQ截图20170603132537.jpg

SF-BRB的各种连接方式


7) 性能特点

1) 一道稳固的抗震防线:SF-BRB与普通支撑相比,不会因发生屈曲而丧失承载力,在结构中既可提供刚度也可提供耗能。在小震下提高结构刚度,减小结构的层间位移,中震及大震作用下实现耗能,提高结构的阻尼比。总之,在小、中、大震下均可持续稳定地对主体结构提供保护,因此是道稳定的抗震防线。对使用普通钢支撑的结构,在小震计算时考虑了支撑受压稳定问题,通过加大截面满足稳定要求;但在中、大震工况下随着支撑受力增大,支撑还是会发生屈曲,对结构产生不可预估的安全风险。

2) 无拉压不平衡问题:普通支撑因压杆压曲退出工作但拉杆保持很大的拉力,导致在支撑与主体结构的梁中连接节点出现很大的拉压不平衡力,易导致连接节点处破坏。而SF-BRB因压杆的出力保持稳定,无拉压不平衡问题,连接节点处也不会因此破坏。

3) 布置更灵活:与增加剪力墙或普通支撑等手段相比,SF-BRB布置更灵活。因不承担竖向力,不一定需要竖向连续或落地布置,为适应建筑布局带来很大便利。

4) 性能稳定可靠:SF-BRB是专利产品,由工厂生产,精度高,安装方便,所有配件均进行进场材料复检,最大限度保证产品可靠度和耐久性。与同济大学、浙江大学、上海交通大学等高校合作,且经过了数十次试验及专家认证,并获得中国计量认证,可作为主要的耗能构件使用。

5) 刚度和屈服力调节灵活:普通钢支撑为防止其在受压屈曲后丧失承载力,不得不加大截面,导致屈服力和刚度也随之增长,这些多余的刚度往往对结构抗震是非常不利的,尤其是支撑极限力大大增加,导致连接可靠性和相连主体结构的安全性受影响。SF-BRB是种变截面构件,其刚度和屈服力并非一一对应,而是可根据需要进行可变调节,这就为结构工程师控制结构的刚度和屈服力提供了方便。如:在调节结构体系时可按结构工程师的要求设定其刚度,在刚度确定后可在一定范围内调整其屈服力,如小震耗能、中震屈服、中震弹性等,可方便地实现构件的性能化设计所对应抗震性能目标;

6) 省料:支撑截面较小能够充分利用材料;

7) 用途广泛:可用于抗震和抗风设计。


QQ截图20170603132712.jpg


8) 产品应用

SF-BRB可广泛应用于多层、高层、超高层建筑、大跨度空间钢结构、体育场馆、已有建筑加固工程等,主要应用结构体系有:

1) 调节结构体系:因SF-BRB能提供较大的刚度且调节灵活,因此可用于对刚度不足或不规则的体系进行刚度调节,确保整体结构体系的刚度合理和体系规则;

2) 消能减震:在地震中,SF-BRB的芯板可进行屈服耗能,且在小、中、大震中均不会退出工作,尤其在中大震下提供比较大的耗能能力;

3) 关键部位构件性能提升:对部分关键构件,如加强层、大悬挑、大跨度结构,采用SF-BRB,可方便的根据抗震性能目标进行抗震设计,准确的控制关键构件的刚度和屈服力;

4) 加固改造项目中大幅度减少加固量:综合刚度调节和消能减震作用,可大幅度减少传统加固的工程量,节约工期,节省造价,减少环境污染。

 

9) 产品参数

SF-BRB SQ/CQ系列(235)

支撑吨位(t

长度(mm

屈服强度(kN

极限强度(kN

初始刚度(kN/m


50

2000~4000

500

800

239316~100901



4000~6000

500

800

100901~63927



6000~8000

500

800

63927~46784



8000~10000

500

800

46784~36891


100

2000~4000

1000

1600

478633~201802



4000~6000

1000

1600

201802~127854



6000~8000

1000

1600

127854~93567



8000~10000

1000

1600

93567~73781


150

2000~4000

1500

2400

717949~302703



4000~6000

1500

2400

302703~191781



6000~8000

1500

2400

191781~140351



8000~10000

1500

2400

140351~110672


200

2000~4000

2000

3200

957266~403604



4000~6000

2000

3200

403604~255708



6000~8000

2000

3200

255708~187135



8000~10000

2000

3200

187135~147563


250

2000~4000

2500

4000

1284699~519529



4000~6000

2500

4000

519529~325601



6000~8000

2500

4000

325601~237097



8000~10000

2500

4000

237097~186424


300

2000~4000

3000

4800

1541639~623435



4000~6000

3000

4800

623435~390721



6000~8000

3000

4800

390721~284517



8000~10000

3000

4800

284517~223709


350

2000~4000

3500

5600

1798579~727341



4000~6000

3500

5600

727341~455841



6000~8000

3500

5600

455841~331936



8000~10000

3500

5600

331936~260994


400

2000~4000

4000

6400

2218922~856761



4000~6000

4000

6400

856761~530869



6000~8000

4000

6400

530869~384583



8000~10000

4000

6400

384583~301501


450

2000~4000

4500

7199

2496287~963856



4000~6000

4500

7199

963856~597228



6000~8000

4500

7199

597228~432656



8000~10000

4500

7199

432656~339189


500

2000~4000

5000

7999

2773653~1070951



4000~6000

5000

7999

1070951~663586



6000~8000

5000

7999

663586~480728



8000~10000

5000

7999

480728~376876


600

2000~4000

6000

9599

3466154~1305172



4000~6000

6000

9599

1305172~803949



6000~8000

6000

9599

803949~580876



8000~10000

6000

9599

580876~454707


700

2000~4000

7000

11200

4044185~1522829



4000~6000

7000

11200

1522829~938019



6000~8000

7000

11200

938019~677745



8000~10000

7000

11200

67745~530536


800

2000~4000

8000

12800

4622047~1740422



4000~6000

8000

12800

1740422~1072050



6000~8000

8000

12800

1072050~774586



8000~10000

8000

12800

774586~606343


900

2000~4000

9000

14400

5669054~2020948



4000~6000

9000

14400

2020948~1229652



6000~8000

9000

14400

1229652~883658



8000~10000

9000

14400

883658~689617


1000

2000~4000

10000

16000

6298887~2245476



4000~6000

10000

16000

2245476~1366267



6000~8000

10000

16000

1366267~981833



8000~10000

10000

16000

981833~766234


SF-BRB SH系列(225)

支撑吨位(t

长度(mm

屈服强度(kN

极限强度(kN

初始刚度(kN/m


50

2000~4000

500

800

271174~117730



4000~6000

500

800

117730~75186



6000~8000

500

800

75186~55229



8000~10000

500

800

55229~43644


100

2000~4000

1000

1600

542348~235461



4000~6000

1000

1600

235461~150373



6000~8000

1000

1600

150373~110457



8000~10000

1000

1600

110457~87287


150

2000~4000

1500

2400

813522~353191



4000~6000

1500

2400

353191~225559



6000~8000

1500

2400

225559~165686



8000~10000

1500

2400

165686~130931


200

2000~4000

2000

3200

1084695~470922



4000~6000

2000

3200

470922~300745



6000~8000

2000

3200

300745~220914



8000~10000

2000

3200

220914~174574


250

2000~4000

2500

4000

1436729~603396



4000~6000

2500

4000

603396~381891



6000~8000

2500

4000

381891~279345



8000~10000

2500

4000

279345~220212


300

2000~4000

3000

4800

1724075~724075



4000~6000

3000

4800

724075~458269



6000~8000

3000

4800

458269~335213



8000~10000

3000

4800

335213~264255


350

2000~4000

3500

5599

2011421~844754



4000~6000

3500

5599

844754~534648



6000~8000

3500

5599

538648~391082



8000~10000

3500

5599

391082~308297


400

2000~4000

4000

6399

2444553~990235



4000~6000

4000

6399

990235~620868



6000~8000

4000

6399

620868~452195



8000~10000

4000

6399

452195~355590


450

2000~4000

4500

7199

2750123~1114015



4000~6000

4500

7199

1114015~698476



6000~8000

4500

7199

698476~508719



8000~10000

4500

7199

508719~400039


500

2000~4000

5000

7999

30555692~1237794



4000~6000

5000

7999

1237794~776085



6000~8000

5000

7999

776085~565243



8000~10000

5000

7999

565243~444488


600

2000~4000

6000

9600

3787381~1504867



4000~6000

6000

9600

1504867~938979



6000~8000

6000

9600

938979~682378



8000~10000

6000

9600

682378~535923


700

2000~4000

7000

11200

4418689~1755709



4000~6000

7000

11200

1755709~1095495



6000~8000

7000

11200

1095495~796122



8000~10000

7000

11200

796122~625255


800

2000~4000

8000

12801

5049997~20006551



4000~6000

8000

12801

20006551~1252011



6000~8000

8000

12801

1252011~909866



8000~10000

8000

12801

909866~714587


900

2000~4000

9000

14400

6078987~2317518



4000~6000

9000

14400

2317518~1431658



6000~8000

9000

14400

1431658~1035748



8000~10000

9000

14400

1035748~811372


1000

2000~4000

10000

16000

6754375~2574999



4000~6000

10000

16000

2574999~1590718



6000~8000

10000

16000

1590718~1150821



8000~10000

10000

16000

1150821~901517


SF-BRB SH系列(160)

支撑吨位(t

长度(mm

屈服强度(kN

极限强度(kN

初始刚度(kN/m

50

2000~4000

500

1200

433383~170956


4000~6000

500

1200

170956~106479


6000~8000

500

1200

106479~77318


8000~10000

500

1200

77318~60696

100

2000~4000

1000

2400

866765~341911


4000~6000

1000

2400

341911~212958


6000~8000

1000

2400

212958~154637


8000~10000

1000

2400

154637~121392

150

2000~4000

1500

3601

13000464~512992


4000~6000

1500

3601

512992~319515


6000~8000

1500

3601

319515~232011


8000~10000

1500

3601

232011~182132

200

2000~4000

2000

4800

17338475~683947


4000~6000

2000

4800

683947~425994


6000~8000

2000

4800

425994~309329


8000~10000

2000

4800

309329~242828

250

2000~4000

2500

6000

2401096~889061


4000~6000

2500

6000

889061~545528


6000~8000

2500

6000

545528~393485


8000~10000

2500

6000

393485~307721

300

2000~4000

3000

7200

2881245~1066848


4000~6000

3000

7200

1066848~654618


6000~8000

3000

7200

654618~472171


8000~10000

3000

7200

472171~369256

350

2000~4000

3500

8400

3361394~1244634


4000~6000

3500

8400

1244634~763707


6000~8000

3500

8400

763707~550856


8000~10000

3500

8400

550856~430791

400

2000~4000

4000

9600

4306230~1481621


4000~6000

4000

9600

1481621~894733


6000~8000

4000

9600

894733~640875


8000~10000

4000

9600

640875~499231

450

2000~4000

4500

7199

4844460~1666806


4000~6000

4500

7199

1666806~10006565


6000~8000

4500

7199

10006565~720977


8000~10000

4500

7199

720977~561629

500

2000~4000

5000

12000

5382690~1851992


4000~6000

5000

12000

1851992~1118396


6000~8000

5000

12000

1118396~801079


8000~10000

5000

12000

801079~624027

600

2000~4000

6000

14400

6874959~2269593


4000~6000

6000

14400

2269593~1359139


6000~8000

6000

14400

1359139~970015


8000~10000

6000

14400

970015~754111

700

2000~4000

7000

16799

8020716~2647835


4000~6000

7000

16799

2647835~1585648


6000~8000

7000

16799

1585648~1131674


8000~10000

7000

16799

1131674~879789

800

2000~4000

8000

19199

9166473~3026078


4000~6000

8000

19199

3026078~1812158


6000~8000

8000

19199

1812158~1293333


8000~10000

8000

19199

1293333~1005466

900

2000~4000

9000

21599

11836142~3555440


4000~6000

9000

21599

3555440~2091913


6000~8000

9000

21599

2091913~1481913


8000~10000

9000

21599

1481913~1147347

1000

2000~4000

10000

23999

13151216~3950473


4000~6000

10000

23999

3950473~2324339


6000~8000

10000

23999

2324339~1646563


8000~10000

10000

23999

1646563~1274825

SF-BRB SQB SQD系列(235)

支撑承载力吨位(t

屈服强度(kN

极限强度(kN

屈服位移(mm

初始刚度(kN/m

10

100

160

2.0

44738

15

150

240

2.0

67108

20

200

320

2.0

89477

25

250

400

2.0

111846

30

300

479

2.0

134215

35

350

559

2.0

156585

40

400

639

2.0

178954

45

450

720

2.0

201586

50

500

800

2.0

223955

55

550

879

2.0

246193

60

600

959

2.0

268562

70

700

1120

2.0

313432

80

800

1279

2.0

358171

90

900

1440

2.0

403041

100

1000

1600

2.0

448042

150

1500

2400

2.0

671998

200

2000

3200

2.0

895953

SF-BRB SQB SQD系列(225)

支撑承载力吨位(t

屈服强度(kN

极限强度(kN

屈服位移(mm

初始刚度(kN/m

10

63

100

2.0

33291

15

94

150

2.0

49870

20

125

200

2.0

66450

25

156

250

2.0

83029

30

187

300

2.0

99609

35

219

350

2.0

116188

40

250

400

2.0

132768

45

281

450

2.0

149611

50

313

500

2.0

166190

55

344

550

2.0

182770

60

375

600

2.0

199349

70

438

700

2.0

232640

80

500

800

2.0

265931

90

562

900

2.0

298958

100

625

1000

2.0

332249

150

938

1500

2.0

498439

200

1250

2000

2.0

664629

SF-BRB SQB SQD系列(160)

支撑承载力吨位(t

屈服强度(kN

极限强度(kN

屈服位移(mm

初始刚度(kN/m

10

42

100

2.0

30001

15

63

150

2.0

45133

20

83

200

2.0

60002

25

104

250

2.0

75003

30

125

300

2.0

90135

35

146

350

2.0

105135

40

167

400

2.0

120136

45

187

450

2.0

135136

50

208

500

2.0

150269

55

229

550

2.0

165269

60

250

600

2.0

180270

70

291

700

2.0

210271

80

333

800

2.0

240403

90

375

900

2.0

270404

100

417

1000

2.0

300537

150

625

1500

2.0

450806

200

833

2000

2.0

601074

                                                                         

       

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