抗震构件防屈曲支撑的研究进展以及应用开发*

赫宇童 丁孙玮 涂田刚

1.上海第二工业大学资源与环境工程学院 200120

2.上海材料研究所 200080

3.上海消能减震工程技术研究中心 200080

引言

防屈曲支撑，又称屈曲约束支撑（bucklingrestrained brace），简称BRB，最早是由日本学者开发的墙板式防屈曲耗能支撑，并进行了对其加入不同无粘结材料的拉伸和压缩试验，验证了其良好的抗震性能。而普通支撑在地震等自然灾害下，由于反复受拉受压，会导致构件发生屈曲现象，为了避免这种安全隐患，在普通支撑外部设置套管，约束支撑的受压屈曲，构成现如今的防屈曲支撑。

现如今国内外对防屈曲支撑的研究取得了突出的进展，在传统的防屈曲支撑基础上不断改良结构和设计方法，在克服传统防屈曲支撑自重大、端部易产生颈缩现象以及累计塑性变形不够等问题的基础上，不断改善防屈曲支撑的滞回耗能性。

此外，许多学者和工程师在学术和研究中，提出了一种分级耗能的思想，并且应用于防屈曲支撑的开发中，利用不同材料的高低屈服点或是利用防屈曲支撑和金属阻尼器组合，以达到双阶耗能的特点，有广阔的应用前景。

1 基本构造及工作原理

一般来说，防屈曲支撑分别以横向截面与纵向支撑段来介绍它的基本构成和工作原理。横向构成包括核心单元（芯材）、约束单元以及滑动机制单元（无粘结层），如图1 所示［1］。核心单元是主要的屈服耗能单元；约束单元主要由混凝土（或是砂浆等）与钢套管组合而成，以提供侧向约束力，防止结构受压时屈曲；无粘结层是为了减小芯材和约束结构的摩擦力，使结构受力均匀，同时提供一定的间隙。

图1 防屈曲支撑的横向构成［1］Fig.1 Lateral composition of buckling restrained brace

除了无粘结可膨胀材料和约束结构之外，纵向构成主要是指核心单元各个部分在工作时的作用——分为工作段、连接段和过渡段，如图2 所示［1，2］。工作段（约束屈服段）是芯材的主要耗能段，由延性较好的钢材构成，使支撑在反复荷载中屈服耗能。连接段（无约束非屈服段）是指钢管套外部的部分，利用螺栓或者焊接的方式与节点板连接，方便安装。过渡段（约束非屈服段）为避免工作段和连接段直接连接发生损坏，使其在弹性工作范围内，过渡段缓慢提高截面面积，防止出现集中引力的现象［1］。

图2 防屈曲支撑的纵向构成［1］Fig.2 Longitudinal composition of buckling restrained brace

约束单元（屈曲约束机构）是指承受轴向荷载的中心芯材外套钢管（管内灌注填充料，或完全采用组合钢构件，以使支撑拥有足够的抗压强度，从而有效限制受压时约束屈服段的屈曲位移），避免芯材受压整体屈曲，即芯材在受拉和受压时都能达到屈服［1，3］。

芯材表面与约束单元的钢套管的无粘结材料起到减小摩擦的作用，同时留有一定的间隙，能实现受压时芯材全截面屈服耗能。为防止外围套管与钢芯的摩擦，对钢芯提供有效的约束［4］。

2 防屈曲支撑的研究进展及改良方案

2.1 芯材端部易损坏问题的提出及相关性能的改进措施

芯材，也称作核心单元，是防屈曲支撑主要的受力单元，也是整个支撑的最重要的部分，由特定强度的钢材制成，一般采用低强度钢材。核心单元根据不同的工程需求，设计了多种多样的横截面，例如图3 所示的一字型、工字型、十字型、矩形等。

图3 常见BRB 芯材的横截面形式Fig.3 Cross sectional form of common BRB core

Alhamaydeh 等［5］利用ABAQUS 仿真软件对防屈曲支撑进行循环载荷的模拟，结果显示：在不同条件的载荷下，芯材局部易发生颈缩现象，进而导致整个支撑的损坏。

现如今，国内外学者开始对于传统芯材模型进行组合、加工和改造，甚至基于传统芯材开发出新型的模型，以提高抗震性能或者改善传统模型的一些存在的问题。

1.开孔式芯材

广州大学周云等［6，7］针对传统防屈曲约束支撑端部易发生损坏屈曲等问题，提出了定点屈服的理念，设计了对于核心单元钢材进行开孔的开孔式三重钢管防屈曲支撑，实现定点屈服的效果。为研究这种芯材开孔对于防屈曲支撑减震性的影响，设计了4 个不同开孔形式的开孔钢板装配式屈曲约束支撑试件，进行低周往复载荷加载试验和性能分析。结果表明：芯材开孔后可以是支撑较快进入屈服耗能阶段，同时也可以降低芯材与约束机构的摩擦力。

贾良玖等［8］也研究了一种芯材开孔的新型全钢屈曲约束支撑（PBRB），通过在芯材上开孔来削弱其轴向刚度和截面强度，使其快速进入屈服阶段耗能，提高耗能效率。研究结果表明：PBRB具有滞回性能稳定、延性高及累积耗能能力优良等特点。

龚晨等［9］则采用ABAQUS 有限元软件对PBRB模型进行模拟分析，研究开孔段截面与未开孔区域横截面面积比、开孔段的长宽比、间距比，开孔数量等参数对该支撑的相关性能的影响规律，得出结论：PBRB 的开孔设计参数的建议取值范围为面积比为0.3 ～0.6；长宽比为0 ～10；间距比宜为1 ～1.5。

Piedrafita 等［10］提出了一种新的穿孔芯材式的防屈曲支撑，它的芯材是由等距横向稳定搭桥式连接的两个侧带形成的平板，并对其进行了实验研究。

2.局部强度弱化热处理

陈志华等［11］提出局部强度弱化热处理技术，在不削弱截面尺寸的情况下实现定区域的钢材强度削弱，从而降低屈服点，是支撑快速进入耗能阶段，虽然热加工处理的想法很新颖，但针对端部易屈曲的问题并没有显著的改善。

3.芯材的组合、加工和改造

王鹏等［12］针对此类问题，故提出一种新型切削十字型屈曲约束支撑，通过ABAQUS有限元软件模拟分析，发现可以通过改变核心的宽厚比来改善端部屈曲的问题。

熊瑛等［13］提出了一种新型的屈曲约束支撑，运用传统的切削工艺将支撑核心削薄，进而解决屈曲约束支撑端部易屈曲，自重大的特点。

杨艳敏等［14］则另辟蹊径，通过组合角钢相互焊接的方式自主研制了一种组合角钢改进型屈曲约束支撑，设计图如图4 所示。通过疲劳试验以及仿真软件ABAQUS 的数值模拟，结构表明：组合角钢改进型屈曲约束支撑的滞回曲线饱满，耗能良好，拉压差最小，具有较高的应用价值。

图4 组合角钢改进型屈曲约束支撑设计图［14］Fig.4 Design drawing of improved buckling restrained brace of composite angle steel

无独有偶，周鹏等［15］在十字型芯材的基础上，设计了一种双室箱形双内核防屈曲支撑，每个箱式各自偏心内插T 形内核单元，并利用ABAQUS有限元软件模拟分析，结果表明：相比于单室十字形防屈曲支撑，其耗能性能更好，端部更不易屈曲变形。

Kim等［16］采用一种填满方钢管的H 型钢防屈曲支撑，对该类支撑进行了低周往复载荷试验，有效地解决了H 型钢芯材的局部屈曲问题。

2004 年，日本学者加藤基規等［17］首先建立了二重钢管防屈曲支撑模型，并且研究了该类支撑的滞回性能参数。

Heidary-Torkamani和Maalek［18］提出了一个新颖的全钢管中管（Tube in Tube）防屈曲支撑，并采用中间环数值模拟研究了约束钢管的强度与刚度，核心管的强度以及两管之间的间隙对性能的影响。

沈小璞等［19］也设计了一种全钢管中管防屈曲支撑，该防屈曲支撑由内圆管和外方管组成，具有重量轻、制作简单、安装方便等优点。利用有限元软件ABAQUS，对该支撑构件进行低周往复载荷加载模拟分析。结果表明：防屈曲支撑的承载力与耗能较普通支撑均有较大程度的提高。

Nader Hoveidae和Saeed Radpour［20］介绍了一种新型全钢管中管防屈曲支撑，该支撑由一个短长度混合芯串接在一个不屈服的坚固构件上，可以有效减小残余漂移，提高耗能效率。

Wang 等［21］开发了竹形屈曲约束支撑，并对其进行实验研究，结果表明该类支撑有较好的耗能性，低周疲劳性能受其耗能段长度的影响。

Zhang等［22］提出了一种新型的三管重叠防屈曲支撑（three-tube buckling-restrained brace，TTBRB）。在中管上设置开槽孔以增强其滞回性能，并对开孔比进行了试验研究。

肖邵文等［23］设计了一种由三重钢管组成的防屈曲支撑中防屈曲套管，其由位于中间层的芯材钢管和分别位于芯材钢管外侧和内侧的防屈曲套管组成，如图5 显示，在支撑中芯材钢管完全屈服后，抗屈曲支柱的弯曲刚度将全部由内抗屈曲套管和外侧的防御屈曲套管所供给，以控制芯材整体屈曲。新近几年也是层出不穷，许多学者不仅在新型材料的使用上很大程度的解决了传统屈曲的一些缺点，同时也设计出许多新颖的结构，很好的优化了支撑本身的性能。

图5 三重钢管防屈曲支撑构造［23］Fig.5 Structure of three-tube buckling-restrained

郭彦林等［26］提出一种双矩管带肋防屈曲支撑，这种支撑的核心部分是一个热轧H型钢，外部约束则由2 个带肋的矩形钢管组成，钢管中灌注混凝土提高约束部分的刚度和承载力。

吴继丰等［27］研究了一种螺旋箍筋约束防屈曲支撑的设计方法，该类新型支撑以螺旋箍筋约束混凝土套筒代替钢管混凝土套筒，如图6 所示。通过低周往复试验进行试验研究其性能，结果表明：螺旋箍筋约束防屈曲支撑的滞回曲线饱满，具有良好的耗能性能。

图6 螺旋箍筋约束防屈曲支撑［27］Fig.6 buckling restrained brace with spiral stirrup

谢永兰等［28］提出一种混凝土约束型防屈曲支撑，并通过有限元计算分析核心受力构件与外围约束构件之间的间隙对其受力性能的影响。试验结果表明：混凝土约束性防屈曲支撑有较好的承载性能，芯材与约束结构间隙为1 ～3mm 时，支撑耗能性最佳。

高庆水等人［24］通过有限元模拟，研究了内、外套钢管和芯材钢管之间的空隙，以及芯材钢管内环外向预应力大小对TTBRB 滞回特性的影响。

吴志平等［25］提出一种钢棒防屈曲支撑（SBBRB），利用钢棒作为芯材，进行低周往复加载试验，研究其受力性能和耗能能力，并采用ABAQUS有限元软件进行模拟分析。结果显示：SBBRB具有较好的延性以及十分稳定的累积滞回耗能特性。

2.2 约束结构

约束单元，也称作侧向支撑单元，负责提供约束机制，以防止核心单元受轴压时发生整体或局部屈曲。比较常见的约束形式为钢管填充混凝土或纯钢型结构约束。对于约束结构的开发和创

1.新材料对于约束机构自重问题的改善

在上一小节我们提到过传统防屈曲支撑具有自重大的缺点，许多学者也根据这一问题，从约束机构的材料入手，提出了相关解决办法，霍林生等［29］本文提出一种铝管约束轻型防屈曲支撑的设计方法，该支撑由两根圆管嵌套组合而成，核心钢管为普通Q235 钢管，约束单元为7075 铝合金圆管，其耗能性还是通过开孔和间隙等因素决定，但其利用铝管结构约束有效地解决了自重问题，可适用于轻型结构。近年来，随着对纤维增强复合材料（Fiber Reinforced Polymer，简称FRP）的推广和使用，利用该类材料制作防屈曲支撑可以达到轻质高效的性能特点。Sherif等［30］提出利用砂浆块与碳纤维复合材料（Carbon Fiber Reinforced Polymer，简称CFRP）组成外约束部件，其也有不俗的力学性能。钱鹏等［31］也利用CFRP的轻质高强的特点做了相关研究，但其发现CFRP 破坏后呈脆性，无法充分发挥其优点，故提出将CFRP 与铝合金组合形成CFRP-铝合金组合管来改善其受力性能和构件连接性能。Jia 等［32］将CFRP 与玄武岩组合作为约束结构，不仅改善了自重问题，同时也可以改善支撑的可修复性和耐腐蚀性。

Dusicka 等［33］设计了一种超轻型防屈曲支撑，其利用玻璃纤维增强聚合物（GFRP）捆绑拉挤管，试验证明；该类设计不会影响支撑的耗能性和强度，但可以大大减轻自重。Sun 等［34］也提出了一种采用混凝土填充玻璃纤维增强聚合物（GFRP）作为约束单元的防屈曲支撑也具有较好的耗能特性。

胥晓光等［35］提出一种新型的GFRP-钢屈曲约束支撑，芯材采用十字型截面的低屈服点钢，外约束部件采用4 根GFRP 拉挤型材管拼接组装，在支撑外周环向缠绕GFRP纤维纱，构造一种轻质高效的屈曲约束支撑，如图7 所示。此类支撑设计极大的减轻了构件的自重问题，有利于工业化生产和抗震方面的研究，其承载力和耗能性并无弱化现象。

图7 GFRP-钢屈曲约束支撑构造［35］Fig.7 GFRP steel buckling restrained brace structure

蒋海燕等［36］设计一种碳纤维布增强钢-木屈曲约束支撑，将碳纤维布横向缠绕胶合木侧材并承受核心钢板局部屈曲引起的横向拉力，从而保障胶合木-钢屈曲约束支撑的工作性能。使用木材作为约束结构别出心裁，木材建筑结构有环保节能的特点，也能改善自重大、与建筑协调性等问题。

张峰［37］也设计了一种正交层板胶合木钢-木屈曲约束支撑，发现该类支撑有整体性好、质量轻便的特点，同时也有较好的耗能性，具有广泛的应用前景。

2.纯钢结构

除了越来越多的材料被开发应用到支撑上，传统防屈曲支撑外部约束结构多为钢管混凝土结构，其弊端也是自重过大，所以越来越多的学者考虑将纯钢结构应用到约束结构上，利用螺栓或者焊接工艺，将构件拼装而成，纯钢约束构件有轻便，易加工安装等优点。

郭彦林等［38］提出一种四角钢组合约束型承载屈曲约束支撑，其特点是用高强度螺栓把4 个外围约束角钢连接成整体，起到对核心部分的约束作用。他们设计了五组不同参数的四角钢支撑，在轴压循环荷载作用下进行对比实验，并通过ABAQUS软件进行模拟，结果表明：该类支撑的约束比决定了其载荷作用下的承载力与耗能性，调节相关参数可提高其可靠性。

赵俊贤等［39］提出一种全角钢式防屈曲支撑，以改善传统屈曲约束支撑部分屈曲问题，该支撑的内芯由4 个等边角钢通过屈服段无焊接技术组合而成，约束构件则由两个等边角钢沿纵向焊接组合而成。该类支撑也具有较好的延性以及十分稳定的累积滞回耗能特性。

丁婷等［40］提出一种新型外围约束机制，核心部分为一字型芯材，外围约束单元为钢套管结合横向加劲和纵向加劲管，ANSYS有限元软件模拟后，结果显示：在满足构造合理的前提下，纵向加劲支撑相较于横向，初始刚度较大且滞回曲线饱满，能为结构提供一定的水平刚度并具有良好的耗能能力。

Judd等［41］对防屈曲支撑组件与全钢腹板约束支撑（WRB）进行了拉伸试验，结果表明，该类支撑在不降低材料性能的情况下具有显著的延性。

朱博莉等［42］提出一种用波浪腹板连接的双内核防屈曲支撑（Corrugated-Web-Connected Buckling-Restrained Braces 简称CW-BRB）。CW-BRB由浪腹板连接两个内置一字板内核的全钢约束矩形钢管组成，且两个一字板内核在伸出外围约束构件端头前后均通过肋板加强形成H形截面。其设计了1 根单波浪腹板和1 根双波浪腹板连接的CW-BRB进行反复加载滞回性能试验研究，并进行有限元分析，结果表明：滞回曲线仍然饱满，有限元分析结果与试验结果吻合较好。

郭彦林等［43］设计了一种预应力索撑型防屈曲支撑（pre-tensioned cable stayed BRB，简称PCS-BRB），是通过在普通防屈曲支撑的外围增加索撑体系而形成的一种新形式防屈曲构件。如图8 所示，为单横隔四撑杆型PCS-BRB，外约束筒与索撑体系形成外围约束体系，为内核提供侧向约束刚度。还介绍了PCS-BRB 的多种类型的组成和构造，通过计算表明：PCS-BRB 具有良好的承载力与滞回耗能性。

图8 单横隔四撑杆型PCS-BRB 的组成［43］Fig.8 Composition of single diaphragm four strut PCS-BRB

Jia等［44］提出了一种新型全钢鱼骨形防屈曲支撑，不仅有较好的性能，在芯材损坏之后，芯材和填充板存在的相互作用仍会保持一定的耗能性。

3 防屈曲支撑的实际应用

防屈曲支撑是近几十年才兴起的新型耗能元件，一经提出之后，防屈曲支撑以其良好的耗能性能和极大的发展潜力，备受国内外的学者关注和研究。在上文中我们以支撑结构本身为出发点，详细介绍了防屈曲支撑最近的研究进展情况及支撑存在问题的改良，接下来将详细举例一些该类支撑的实际应用情况。

陈锋［45］针对建桥合一的高铁站房结构，提出采用防屈曲支撑的站房结构耗能减震技术方案。通过有限元软件对有无BRB 的站房结构在地震作用下，进行特征值分析、反应谱分析以及弹塑性时程分析。结果表明：设置BRB 的站房结构具有更好的抗震性。

祝培杰［46］考虑到山东省临沂市某妇幼保健中心门诊楼建设项目位于高烈度区，原方案设计无法满足相关抗震要求规范，故在该工程设置防屈曲支撑，提高了建筑的抗震性能。

艾威等［47］设计乌鲁木齐奥体中心田径馆时，为控制结构扭转并满足节能减震要求，田径馆需设置支撑。选用无支撑、混凝土支撑与BRB这3种支撑模型进行分析。实验结果表明：BRB支撑更能有效控制扭转效应，同时也具有优良的耗能性。

陈越等［48］在设计北京某公共建筑的改造加固中，也采用了防屈曲支撑。在低级地震下，BRB可为建筑结构提供附加刚度，在中高级地震下，BRB进入塑性耗能阶段。

名古屋朗讯塔是位于日本名古屋的40 层摩天大楼，其抗震系统由一系列钢管混凝土柱和防屈曲支撑组成，以抵御日本的长期地震灾害［49］。

威尔希尔大厦位于洛杉矶，有73 层，为了提供一定的横向刚度的强度，该建筑设置了170个防屈曲支撑结构，以抵抗风和地震带来的影响［50］。

天津高银117 大厦结构高度为584m，是目前国内在建的结构高度最高、最细柔的超高层建筑之一。包联进等［51］针对该塔楼的钢筋混凝土核心筒、巨型支撑筒及巨型框架组成的多重抗侧力结构体系（如图9 所示），采用巨型防屈曲支撑代替传统支撑，利用其特点解决了超长巨型支撑在强震作用下易发生屈曲的问题，提高了支撑筒的刚度和承载力。

图9 塔楼抗侧力 结构体系［51］Fig.9 Lateral force resistant structural system of tower

181 弗里蒙特大厦位于旧金山中心地区，其使用了双重地震系统，将防屈曲支撑使用到高层公寓二级支撑系统的荷载路径中［52］。

汪大绥等［53］结合世博中心工程，对世博中心耗能减震支撑结构的设计关键因素进行研究，包括结构抗震性能指标、防屈曲支撑的设置、支撑节点布局以及产品验收指标的确定。并采用拟静力试验验证其滞回耗能性是否符合标准，其滞回环均饱满和稳定，结果表明：采用的防屈曲耗能支撑产品具有稳定的滞回耗能性，具有良好应用效果。

邢秀琪等［54］以某医院框架结构为例，研究了防屈曲支撑和粘性阻尼器的组合效应，并且与单一的防屈曲支撑的减震结构通过在地震作用下的响应分析进行对比，从而得到BRB 与粘滞阻尼器联合的减震设计的可行性。

姜丽等［55］结合原合肥市第六中学办公楼拟改造为学生宿舍的实例，提出利用防屈曲支撑代替传统支撑的方案比单纯增加支撑横截面的方案更加经济有效，耗能性也有显著的提高。

陈寅等［56］研究了张北可再生能源柔性直流阀厅采用钢排架柱作为承重构件，认为结构抗侧力构件可选择传统抗震支撑或防屈曲支撑。防屈曲支撑方案在罕遇地震作用下，防屈曲支撑进入塑性并出现塑性铰，并且满足罕遇地震性能目标层间位移角要求，表明结构设置了防屈曲支撑后，结构具有了良好的抗震耗能性，保证了建筑的安全，达到了一定的目标。

温艳芳等［57］以某幼儿园工程项目的实际应用为实例，详细阐述了防屈曲支撑的施工安装技术要点，得出结论：BRB 具有经济高效的特性，其良好的抗震性具有良好的应用前景。

范华冰等［58］对于层数多、柱跨度大的超长结构，提出采用设置防屈曲支撑的框架结构，并将该结构体系应用在中国（淮安）国际食品博览中心（B区）中。采用YJK，ETABS软件对支撑结构在地震作用下的抗震性能分析，结果表明：防屈曲支撑的减震耗能性使建筑结构在中强型地震中表现出优越的稳定性。

王贵珍等［59］发现北京CBD 文化中心建筑存在局部楼板开大洞、局部大悬挑等情况，结构容易出现薄弱处，进而影响整个建筑的抗震情况。为了提高结构性能，故使用防屈曲支撑这种支撑结构，以使其结构性能优于传统普通支撑，防止支撑的屈曲变形。

董苏媛等［60］以曲靖地区某宿舍楼工程为例，研究设置防屈曲耗能支撑前后，通过对比相关因素的变化，以及结构在地震下的响应情况。

4 双阶段防屈曲支撑的开发与应用

虽然防屈曲支撑在工程中应用非常普及，但是防屈曲支撑也存在着不足之处：为避免发生低周疲劳破坏，防屈曲支撑在小震的作用处于弹性阶段，没有办法使芯材进入屈服阶段从而减震耗能。为此许多学者将支撑引入双阶段，目前多为两种形式，一种是利用两种屈服点不同的钢材做成芯材以达到分段屈服的特征；另一种则是防屈曲支撑与其他的阻尼器进行搭配。

4.1 双阶段防屈曲支撑的开发

陈洪剑等［61］对一种双屈服点一字形全钢防屈曲支撑的耗能性能进行了研究。双屈服点一字形全钢防屈曲支撑的内核单元采用两块低屈服点软钢（LY100）与一块高屈服点钢（SN490）重叠制成，采用双腹板工字钢作为约束结构，薄橡胶作为无黏结材料，如图10 所示。在使用有限元软件ABAQUS对其进行分析之后，其滞回曲线饱满稳定，有明显的分阶段耗能特征。

图10 双屈服点一字形全钢防屈曲支撑的组成［61］Fig.10 Composition of double yield point slotted all steel buckling restrained brace

Ben等［62］也利用两种不同屈服点的钢材设计了一种双阶防屈曲支撑，该支撑具有两个低屈服点芯材LY225，以及一个高屈服点芯材SA440B，如图11 所示，小震时软钢耗散能量，高屈服点钢提供弹性恢复力；强震时高屈服点钢提高整个支撑的耗能性。

图11 双阶防屈曲支撑设计图［62］Fig.11 Design drawing of double order buckling restrained brace

孙瑛志等［63］提出了一种将金属套管阻尼器与屈曲约束支撑组合形成的双阶屈服屈曲约束支撑，弥补了防屈曲支撑在小型地震的情况下处于弹性状态而无法耗能的不足。经试验验证其具有良好、稳定的小震及中大震下的滞回特性。

张哲等［64］也是提出将屈曲约束支撑和钢阻尼器组成双阶段防屈曲支撑，如图12 所示，具有良好的分段耗能性，来弥补单阶支撑对于小型地震处理的不足。

图12 双阶屈服屈曲约束支撑构造［63］Fig.12 Double-level-yielding buckling restrained brace structure

4.2 双阶段防屈曲支撑的应用

何军［65］介绍了林芝雅江宾馆结构的设计过程及抗震性能研究，本工程采用粘滞阻尼墙和防屈曲支撑组合方式作为消能减震元件，在小震作用下，粘滞阻尼墙增加结构附加阻尼，同时利用BRB线弹性刚度高特性，控制结构地震响应；在强震作用下，粘滞阻尼墙继续发挥耗能性能，而BRB受拉和受压均进入屈服，在强震时有较强和较稳定的耗能能力。从而实现双阶耗能的效果。

徐彦峰等［66］在分析海口机场综合交通中心的结构抗震性能时，也考虑到防屈曲支撑的一个短板，就是在结构顶层的地震作用较小，用普通防屈曲支撑可能不会屈服，达不到耗能的效果，故文章采用了一种渐进式防屈曲支撑，其为具有两个屈服阶段和三折线的本构模型。其芯材由两种屈服强度钢材组成，可通过修改两种芯材用钢的面积比进行屈服力调节，从而达到双阶屈服的效果。

5 结语

1.传统防屈曲约束支撑端部易发生损坏屈曲等问题，广州大学周云老师首先提出了定点屈服的理念，芯材开孔后可以使支撑较快进入屈服耗能阶段，有效改善端部屈曲问题。PBRB 的开孔设计参数的建议取值范围为面积比为0.3 ～0.6；长宽比为0 ～10；间距比宜为1 ～1.5。

2.陈志华提出的强度弱化热处理技术以替代开孔方式，可以改善耗能问题，但对于端部屈曲问题无明显改善。

3.熊瑛和王鹏等提出的新型防屈曲支撑都是通过改变芯材宽厚比来改善端部屈曲问题，芯材宽厚比在5 ～10 之间为宜。

4.钢管与钢棒类的芯材具有重量轻、制作简单、安装方便等优点。尤其是二重钢管防屈曲耗能支撑滞回曲线饱满，对称性、规律性、稳定性好，耗能能力强。相较于普通支撑性能有大幅度提高。

5.按照约束单元来划分，屈曲约束支撑包括两种类型——灌浆型和纯钢型，纯钢型以其自身体积小、轻便、易加工安装等优势已逐渐普及。

6.使用新型的约束材料如铝管、纤维增强复合材料以及木材等，可以有效改善传统防屈曲支撑的自重大的问题，并且在合理的设计条件下，承载力和耗能性都没有明显的弱化现象。

7.纯钢型支撑除了有改善自重问题的优点之外，纯钢型则可直接使用成熟的钢结构加工方式进行加工，质量可严格控制到机械产品的精度，因此可以满足各种设计方案的加工要求，有着良好的应用前景。

8.双阶防屈曲支撑的耗能型以及对建筑结构件的保护性都优于单阶，双阶防屈曲支撑可以在小震下快速进入屈服耗能阶段，增加耗能效率，提高延性和累计塑性变形。目前许多工程师已经将分级耗能的思想应用于工程项目中，来满足工程设计的要求，而且成效斐然。