基于新型BRB的结构抗震设计方法

高耀飞 张玉阳

摘要：本文提供一种新型BRB，并基于该新型BRB进行结构抗震设计，验证其抗震效果及经济性。本文详细介绍介绍了新型BRB的结构构造设计，抗震设计优势，设计理念及抗震效果。结果表明，新型BRB用于结构抗震设计中，可使结构抗震性能提高，并能提高新型BRB的使用寿命，增加减隔震装置的功能性，提高结构的功能可恢复性。

1.背景介绍

防屈曲支撑（BRB）是一种类阻尼器的金属构件，是利用内部支撑板可在约束构件内部自由地变形，来承担大部分的轴向作用力。防屈曲支撑通常用以抗震减震，可用于房屋建筑结构，桥梁结构及地下结构等结构，采用耗能破坏的理念，在抗震设计中取得良好的减震效果。现有的BRB寿命不够长，不易更换，现有的防屈曲支撑难以对螺栓进行涂油进行维护，导致螺栓在使用前要先浸到润滑油内，但这时再拿出来使用，会有大量的润滑油被带出滴落在地面或者钢板上，这将大大增加对润滑油的浪费，同时也增大了对钢板和地面的清洁难度。本文提供一种新型BRB装置，解决上述问题，并用于结构抗震设计，取得良好的效果。

2.新型BRB设计

新型BRB的设计如下：新型BRB包括第一钢板、支撑板、侧板和第二钢板，支撑板位于第一钢板和第二钢板之间，侧板位于支撑板的两侧，第一钢板和第二钢板的表面均开设有螺栓孔，第一钢板和第二钢板通过螺栓孔安装有螺栓本体，第一钢板的内部滑动插设有销钉本体，第一钢板相对于螺栓本体的位置设有润滑结构，润滑结构包括滑块，滑块的表面和第一钢板滑动连接，滑块的内壁固定连接有长杆，长杆的表面固定连接有海绵块，滑块和长杆的内部安装有导管，导管的一端和海绵块连接，滑块的顶端通过安装结构安装有圆筒，圆筒的底端开口插设在导管的内部。，滑块的侧壁固定连接有矩形杆，第一钢板的内壁开设有限位槽，限位槽的尺寸和矩形杆的尺寸相适配，插条的表面固定连接有长板，长板和固定环之间固定连接有弹簧。，滑块的表面固定连接有固定环，固定环的内壁滑动插设有插条，限位槽的内壁开设有插槽，插槽的尺寸和插条的尺寸相适配。，安装结构包括圆杆、转板、圆条和弧形杆，圆杆的底端和滑块固定连接，转板和圆杆的顶端转动连接，圆条滑动插设在转板的内部，弧形杆的表面和圆筒固定连接。，弧形杆的弧形面开设有连接槽，连接槽的尺寸和转板的尺寸相适配，弧形杆的表面开设有圆孔，圆孔的尺寸和圆条的尺寸相适配。，销钉本体的直径尺寸从顶端到底端逐渐变大，第二钢板的表面开设有销钉孔A，且销钉孔A的尺寸和销钉本体的底端尺寸相适配，第一钢板的表面开设有销钉孔B，销钉孔B的尺寸和销钉本体的顶端尺寸相适配。，第一钢板的侧壁设有辅助结构，辅助结构包括挡板，挡板的表面和第一钢板转动连接，挡板的内壁滑动连接有滑杆，滑杆的表面固定连接有连接块，连接块的表面固定连接有限位条，第一钢板的内部滑动插设有插块，插块和销钉本体相插接，插块的表面固定连接有球体，限位条和球体相插接，滑杆和挡板之间固定连接有弹簧，滑杆的表面开设有凹槽。

3.新型BRB用于结构抗震设计的优势

新型BRB用于结构抗震设计中，可使结构抗震性能提高，并能提高新型BRB的使用寿命，增加减隔震装置的功能性，提高结构的功能可恢复性。具体优势如下：

当螺栓在拧进第一钢板和第二钢板之前，先滑动滑块，此时滑块将朝着螺栓孔的方向移动，滑块移动的时候将带动其表面的长杆移动，这时长杆将带动其表面的海绵块伸进螺栓孔内，然后将固定环内的插条插进插槽内，这时插条将通过插槽限制滑块的移动，其中长板和其表面的弹簧起到了避免插条意外从插槽内脱落的作用，接着将圆筒的底端开口插进导管内，直至弧形杆表面的连接槽和转板对齐，这时转动转板，转板将转进连接槽内，接着将圆条通过圆孔插进转板内，此时转板将被圆条和弧形杆限制而无法在转动，这时转板将通过弧形杆支撑住圆筒，接着在圆筒内倒入润滑油，润滑油将通过导管浸湿海绵块，当将螺栓拧进螺纹孔内时，螺栓会挤压海绵块，这时海绵块将收缩并释放出润滑油，从而使润滑油随着螺栓的拧动而不断的涂抹在其表面，其中矩形杆起到了限制滑块滑动方向的作用，通过设置润滑结构，大大方便了对螺栓进行涂油保护，有效地提高了防屈曲支撑的寿命。当支撑板、侧板均位于第一钢板和第二钢板之间后，第一钢板和第二钢板将利用螺栓进行连接，此时支撑板被限位，接着利用销钉对侧板进行限位，先将销钉从第二钢板处插入直至销钉的顶端和第一钢板齐平，此时将插块插进销钉的顶端，接着转动挡板，并使挡板和第一钢板的侧壁齐平，然后滑动滑杆，滑桿将带动其表面的连接块移动，而连接块将带动其表面的限位条插进球体内部，这时限位条将使插块和挡板连接在一起，从而使挡板无法转动，同时插块也无法从第一钢板内移出，通过设置辅助结构，大大方便了销钉的安装和拆卸。

4.新型BRB抗震设计效果

新型BRB应用于实际工程抗震设计中，得到抗震效果优良，结构内力及结构位移响应均有一定的减小，减震率可达15%。因此，新型BRB可应用于实际工程抗震设计中进行结构减震设计，降低结构的地震响应。新型BRB使该减隔震装置寿命增加，因此相应增加抗震设计方案的经济性。

参考文献：

[1]郭彦林，王小安，姜子钦.两端刚接防屈曲支撑的受力性能及设计方法[J].建筑结构学报，2013.