基于新型BRB的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法

高耀飛 張玉陽

摘要：本文提供一種新型BRB，并基于該新型BRB進(jìn)行結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計，驗(yàn)證其抗震效果及經(jīng)濟(jì)性。本文詳細(xì)介紹介紹了新型BRB的結(jié)構(gòu)構(gòu)造設(shè)計，抗震設(shè)計優(yōu)勢，設(shè)計理念及抗震效果。結(jié)果表明，新型BRB用于結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，可使結(jié)構(gòu)抗震性能提高，并能提高新型BRB的使用壽命，增加減隔震裝置的功能性，提高結(jié)構(gòu)的功能可恢復(fù)性。

1.背景介紹

防屈曲支撐（BRB）是一種類阻尼器的金屬構(gòu)件，是利用內(nèi)部支撐板可在約束構(gòu)件內(nèi)部自由地變形，來承擔(dān)大部分的軸向作用力。防屈曲支撐通常用以抗震減震，可用于房屋建筑結(jié)構(gòu)，橋梁結(jié)構(gòu)及地下結(jié)構(gòu)等結(jié)構(gòu)，采用耗能破壞的理念，在抗震設(shè)計中取得良好的減震效果?，F(xiàn)有的BRB壽命不夠長，不易更換，現(xiàn)有的防屈曲支撐難以對螺栓進(jìn)行涂油進(jìn)行維護(hù)，導(dǎo)致螺栓在使用前要先浸到潤滑油內(nèi)，但這時再拿出來使用，會有大量的潤滑油被帶出滴落在地面或者鋼板上，這將大大增加對潤滑油的浪費(fèi)，同時也增大了對鋼板和地面的清潔難度。本文提供一種新型BRB裝置，解決上述問題，并用于結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計，取得良好的效果。

2.新型BRB設(shè)計

新型BRB的設(shè)計如下：新型BRB包括第一鋼板、支撐板、側(cè)板和第二鋼板，支撐板位于第一鋼板和第二鋼板之間，側(cè)板位于支撐板的兩側(cè)，第一鋼板和第二鋼板的表面均開設(shè)有螺栓孔，第一鋼板和第二鋼板通過螺栓孔安裝有螺栓本體，第一鋼板的內(nèi)部滑動插設(shè)有銷釘本體，第一鋼板相對于螺栓本體的位置設(shè)有潤滑結(jié)構(gòu)，潤滑結(jié)構(gòu)包括滑塊，滑塊的表面和第一鋼板滑動連接，滑塊的內(nèi)壁固定連接有長桿，長桿的表面固定連接有海綿塊，滑塊和長桿的內(nèi)部安裝有導(dǎo)管，導(dǎo)管的一端和海綿塊連接，滑塊的頂端通過安裝結(jié)構(gòu)安裝有圓筒，圓筒的底端開口插設(shè)在導(dǎo)管的內(nèi)部。，滑塊的側(cè)壁固定連接有矩形桿，第一鋼板的內(nèi)壁開設(shè)有限位槽，限位槽的尺寸和矩形桿的尺寸相適配，插條的表面固定連接有長板，長板和固定環(huán)之間固定連接有彈簧。，滑塊的表面固定連接有固定環(huán)，固定環(huán)的內(nèi)壁滑動插設(shè)有插條，限位槽的內(nèi)壁開設(shè)有插槽，插槽的尺寸和插條的尺寸相適配。，安裝結(jié)構(gòu)包括圓桿、轉(zhuǎn)板、圓條和弧形桿，圓桿的底端和滑塊固定連接，轉(zhuǎn)板和圓桿的頂端轉(zhuǎn)動連接，圓條滑動插設(shè)在轉(zhuǎn)板的內(nèi)部，弧形桿的表面和圓筒固定連接。，弧形桿的弧形面開設(shè)有連接槽，連接槽的尺寸和轉(zhuǎn)板的尺寸相適配，弧形桿的表面開設(shè)有圓孔，圓孔的尺寸和圓條的尺寸相適配。，銷釘本體的直徑尺寸從頂端到底端逐漸變大，第二鋼板的表面開設(shè)有銷釘孔A，且銷釘孔A的尺寸和銷釘本體的底端尺寸相適配，第一鋼板的表面開設(shè)有銷釘孔B，銷釘孔B的尺寸和銷釘本體的頂端尺寸相適配。，第一鋼板的側(cè)壁設(shè)有輔助結(jié)構(gòu)，輔助結(jié)構(gòu)包括擋板，擋板的表面和第一鋼板轉(zhuǎn)動連接，擋板的內(nèi)壁滑動連接有滑桿，滑桿的表面固定連接有連接塊，連接塊的表面固定連接有限位條，第一鋼板的內(nèi)部滑動插設(shè)有插塊，插塊和銷釘本體相插接，插塊的表面固定連接有球體，限位條和球體相插接，滑桿和擋板之間固定連接有彈簧，滑桿的表面開設(shè)有凹槽。

3.新型BRB用于結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計的優(yōu)勢

新型BRB用于結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計中，可使結(jié)構(gòu)抗震性能提高，并能提高新型BRB的使用壽命，增加減隔震裝置的功能性，提高結(jié)構(gòu)的功能可恢復(fù)性。具體優(yōu)勢如下：

當(dāng)螺栓在擰進(jìn)第一鋼板和第二鋼板之前，先滑動滑塊，此時滑塊將朝著螺栓孔的方向移動，滑塊移動的時候?qū)悠浔砻娴拈L桿移動，這時長桿將帶動其表面的海綿塊伸進(jìn)螺栓孔內(nèi)，然后將固定環(huán)內(nèi)的插條插進(jìn)插槽內(nèi)，這時插條將通過插槽限制滑塊的移動，其中長板和其表面的彈簧起到了避免插條意外從插槽內(nèi)脫落的作用，接著將圓筒的底端開口插進(jìn)導(dǎo)管內(nèi)，直至弧形桿表面的連接槽和轉(zhuǎn)板對齊，這時轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)板，轉(zhuǎn)板將轉(zhuǎn)進(jìn)連接槽內(nèi)，接著將圓條通過圓孔插進(jìn)轉(zhuǎn)板內(nèi)，此時轉(zhuǎn)板將被圓條和弧形桿限制而無法在轉(zhuǎn)動，這時轉(zhuǎn)板將通過弧形桿支撐住圓筒，接著在圓筒內(nèi)倒入潤滑油，潤滑油將通過導(dǎo)管浸濕海綿塊，當(dāng)將螺栓擰進(jìn)螺紋孔內(nèi)時，螺栓會擠壓海綿塊，這時海綿塊將收縮并釋放出潤滑油，從而使?jié)櫥碗S著螺栓的擰動而不斷的涂抹在其表面，其中矩形桿起到了限制滑塊滑動方向的作用，通過設(shè)置潤滑結(jié)構(gòu)，大大方便了對螺栓進(jìn)行涂油保護(hù)，有效地提高了防屈曲支撐的壽命。當(dāng)支撐板、側(cè)板均位于第一鋼板和第二鋼板之間后，第一鋼板和第二鋼板將利用螺栓進(jìn)行連接，此時支撐板被限位，接著利用銷釘對側(cè)板進(jìn)行限位，先將銷釘從第二鋼板處插入直至銷釘?shù)捻敹撕偷谝讳摪妪R平，此時將插塊插進(jìn)銷釘?shù)捻敹?，接著轉(zhuǎn)動擋板，并使擋板和第一鋼板的側(cè)壁齊平，然后滑動滑桿，滑桿將帶動其表面的連接塊移動，而連接塊將帶動其表面的限位條插進(jìn)球體內(nèi)部，這時限位條將使插塊和擋板連接在一起，從而使擋板無法轉(zhuǎn)動，同時插塊也無法從第一鋼板內(nèi)移出，通過設(shè)置輔助結(jié)構(gòu)，大大方便了銷釘?shù)陌惭b和拆卸。

4.新型BRB抗震設(shè)計效果

新型BRB應(yīng)用于實(shí)際工程抗震設(shè)計中，得到抗震效果優(yōu)良，結(jié)構(gòu)內(nèi)力及結(jié)構(gòu)位移響應(yīng)均有一定的減小，減震率可達(dá)15%。因此，新型BRB可應(yīng)用于實(shí)際工程抗震設(shè)計中進(jìn)行結(jié)構(gòu)減震設(shè)計，降低結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)。新型BRB使該減隔震裝置壽命增加，因此相應(yīng)增加抗震設(shè)計方案的經(jīng)濟(jì)性。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭彥林，王小安，姜子欽.兩端剛接防屈曲支撐的受力性能及設(shè)計方法[J].建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報，2013.