基于SMA特性的可更换BRB设计方法研究

阎 石，潘秋宇，苏 醒

(沈阳建筑大学土木工程学院，辽宁 沈阳 110168)

国外学者于20世纪70年代提出了屈曲约束支撑(BRB)，可以保证结构承受水平荷载作用时，在全截面屈服前不发生屈曲，极大地改善了框架结构抵抗水平地震作用的能力。然而，传统BRB依然没有摆脱依靠提高结构刚度来增强结构抗震能力的缺点，强震后残余变形依然较大，影响结构的维修与继续使用。因此，韧性、可更换且高效耗能等性能成为新型BRB研发的重点，且目前已经取得一定的研究成果。

结构抗震韧性是指结构震后不需修复或快速修复即可恢复功能的性能。C.Christopoulos等[1]于2008年提出了一种由内钢管、外钢管、摩擦阻尼耗能装置、端板和预应力筋构成的自复位耗能支撑。研究表明，该支撑具有良好的自复位能力。D.J.Miller等[2]于2011年提出了一种用预张拉的 SMA 作为自复位部件的自复位BRB，其构成组件为耗能内芯、三重钢管以及预张拉的SMA，利用SMA超弹性提供构件的自复位能力。徐龙河[3]于2016年提出了一种利用预压碟簧提供自复位能力，并设有摩擦耗能装置的自复位耗能支撑。试验表明，该支撑具有良好的自复位能力与耗能能力。虽然具有自复位能力的支撑的研究越来越多,但是很多支撑依然存在耗能部件检测更换难度大的问题。基于此，笔者提出一种基于超弹性SMA的韧性且可更换新型BRB，并提出了具体的设计指标与设计方法。使用超弹性SMA角钢作为新型BRB核心部件来提供更大的恢复力和滞回耗能能力，并且利用核心部件可更换的形式，提高结构韧性性能。……