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中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：
支撑是一种最为经济的抗侧力构件，它既能提高结构的刚度和承载力，又不影响建筑采光以及内部空间的分割，且施工方便。传统的带支撑框架有中心支撑框架CBF(Concentrically Braced Frame)和偏心支撑框架EBF(Eccentrically Braced Frame)。中震和强震时，CBF中的支撑会受压屈曲和受拉屈服，而屈曲会使受压承载力降低，从而限制了支撑作为抗侧力构件的耗能能力，因而大多数抗震规范都对中心支撑的抗震承载力进行调低。EBF通过偏心梁段的屈服从而限制支撑的屈曲，可使结构具有较好的耗能性能。但是偏心梁段屈服，地震后结构修复较为困难，且支撑的刚度得不到完全发挥。
由于支撑屈曲不利于能量耗散，因此相对于传统CBF提出了一种新的可以避免支撑屈曲的体系，称为屈曲约束支撑钢框架BRBF(Buckling Restrained Braced Frame)，屈曲约束耗能支撑（Buckling-restrained Brace）由芯材，外套筒以及套筒内无粘结材料组成。
虽然BRB形式多样，但原理基本相似，利用刚度较大的外套筒拟制中心芯板的屈曲。支撑的中心是芯材(Steel Core)，为避免芯材受压时整体屈曲，即在受拉和受压时都能达到屈服，芯材被置于一个钢套管(Steel Tube)内，然后在套管内灌注填充材料，该填充材料具有一定的强度，又有较好的密实性，且耐久性优越。为减小或消除芯材受轴力时传给填充材料的力，而且由于泊松效应，芯材在受压情况下会膨胀，因此在芯材和砂浆之间设有一层无粘结材料或非常狭小的空气层(Gap)。
屈曲约束耗能支撑在日本应用较多，在美国、加拿大和我国台湾地区也有使用，我国大陆地区也在推广这种支撑体系，并且在北京、上海、西安等在建建筑中已经开始使用。
屈曲约束耗能支撑的发明解决了普通钢支撑的失稳破坏的问题，使钢结构支撑在受拉和受压时候性能一致，从而大大提高了钢材的利用率。屈曲约束耗能支撑成为了结构的耗能元件，起到结构“保险丝”的作用。屈曲约束耗能支撑结构延性性能好，耗能能力增强，且屈曲约束耗能支撑施工方法与普通钢结构支撑相同，施工进度快，质量可靠。
当结构采用屈曲约束耗能支撑后，建筑物在强烈地震后，主体结构将不会破坏，从而保护建筑物内人员安全和财产安全。
Yoshino是研究屈曲约束支撑的先驱，他对 “支撑剪力墙”的结构进行了反复荷载试验研究。Wakabayashi将钢板支撑夹在一对预制钢筋混凝土板之间，进行了拉伸、压缩、子系统以及两层框架系统的试验[1]。在Wakabayashi研究的基础上，日本在2O世纪80和90年代对芯材加钢管的屈曲约束支撑进行了多次研究。Iwata于2000年对4种在日本商业应用的约束屈曲支撑进行了研究。
1999年Clark在加州大学伯克利分校进行了3个大比例约束屈曲支撑的试验，为美国第一座使用约束屈曲支撑的建筑的结构设计和施工提供技术支持[2]。2002年在伯克利加州大学完成了屈曲约束支撑框架的反复荷载试验并取得成功，验证了结构稳定理论，測试了在罕遇地震下的非弹性变形能力，标定了滞回模型。Black等还进行了整体屈曲时的稳定分析、芯材在高阶模态下的屈曲行为和塑性扭转屈曲问题的研究。Higgins和Newell研究了一种用圆钢管充填无粘结材料级配砾石作为屈曲约束机构的约束屈曲支撑[3]。2003-2004年，圣迭戈加州大学，利用SRMD(结构减震设施)大型试验系统完成了足尺寸屈曲约束支撑构件的拟动力加载试验。SEAOC(美国加州结构工程师学会)与AISC(美国钢结构学会)联合委员会于2001年制定了“屈曲约束支撑推荐规定”，并于2005年1月将这些规定写人了最新的AISC(钢结构建筑抗震规定)。韩国的Jinkoo Kim等对单支撑约束屈曲框架和角支撑约束屈曲框架在Pushover理论的基础上进行了理论分析[5,6]，并给出了一些设计公式。但他的理论模型过于简单，不能很好的反应实际结构的受力情况，还有很大的改善余地。而且，他没有对人字撑、X形支撑等常见支撑进行分析，也没有比较各种支撑的相对优劣情况。
台北的陈正诚对用低屈服点钢材(fy=100MPa)制成的屈曲约束支撑恢复力特性进行了研究[7]。该种屈曲约束支撑用钢管充填混凝土对钢板提供约束。浇筑混凝土之前，在钢板表面放置一层硅脂材料以减少粘结力，只有很小的间隙留给钢板在受压后膨胀。
台湾的蔡克铨等研究了无粘结材料对屈曲约束支撑滞回反应的影响[8]。为减少节点尺寸并便于现场安装，蔡克铨开发了一种双钢管屈曲约束支撑并对其进行了反复载重及疲劳试验研究。其研究结果显示了此种结构具备优良的滞回消能与抗疲劳能力。
清华大学的郭彦林教授对屈曲约束支撑进行了有限元分析和整体稳定性能研究，并分析了约束比、内核板件宽度比、初始缺陷、间隙等参数对支撑性能的影响，同时也简单的给出了初步简化设计方法[9]。
同济大学的邓长根教授对屈曲约束支撑的稳定问题做了一定的研究，并提出了一种新型屈曲约束支撑，即压力只由内核钢支撑承担，内核受力构件与侧撑构件之间不填充混凝土而是保留有一定的间隙，外钢管在端部收缩，使两者在端部间隙很小，同时设置一定厚度的挡板并与内钢管焊接，用来限制外钢管的滑移的支撑形式。并对这种新型屈曲约束支撑的稳定问题作了相应的研究[10,11]。
屈曲约束支撑自从推向市场以来，在国内外应用广泛，大幅提高了建筑物的抗震性能，而且取得了显著的社会和经济效益。屈曲约束支撑所应用的工程项目，领域涵盖广、结构类型多，包括大型公共建筑、商业建筑、体育场馆、酒店和写字楼。对于复杂高层项目，屈曲约束支撑有些是作为结构的主要抗侧力体系，有些是为平面不规则结构调整结构的扭转刚度，还有些应用于竖向不规则结构的薄弱层和高层、超高层结构的加强层中。
高度为72m的横浜伊势佐木町华盛顿旅馆中采用了平板钢无粘结支撑体系，塔库马本部办公大楼高度为43 m中采用了H形钢无粘结支撑体系，日本大阪的高层建筑物也采用了屈曲约束支撑作为其抗侧力体系的一部分。东京涉谷SANKYO公司总部大楼高约60 m，13层，整个用竹笼形的外周斜格子状框架支持，斜框架的一部分用屈曲约束支撑，考虑它在地震时耗能，使其余的格子状框架处于弹性范围，确保对垂直荷载的承载能力。东京晴海“图里顿广场”大厦是高150m以上的超高层建筑，有X，Y，Z 3幢。Y幢和Z幢采用通过试验确认了性能的屈曲约束支撑，它设置在各层的外围[12]。
我国的兰州云天皇冠酒店采用“钢管混凝土框架+屈曲约束支撑+钢筋混凝土筒体”混合结构体系，建筑平面标准层部分呈三阶品字形。武汉保利文化广场立面呈“h”型，主副楼通过刚接连体形成整体。两侧塔楼平面布置，质量及结构刚度均有很大差别。由于连体的存在，两侧塔楼会相互影响形成耦连的现象。为防止罕遇地震下主楼的扭转过大，考虑在连体中部采用“放”的办法削弱连体的连接作用，并在此处设置耗能装置。由于在连体桁架中部设置粘滞阻尼器难以阻止连体桁架在长周期的风荷载作用下的错动，因此在桁架中部设置屈曲约束支撑。屈曲约束支撑在小震和风作用下不屈服，作为普通支撑构件工作，而在罕遇地震下可屈服耗能，并具有优良的滞回性能。
参考文献：
Wakabayashi M, Nakamura T, Kashibara A, Morizono T, Yokoyma H.”Experimental study of elasto-plastic properties of precast concret wall panel with built-in insulating braces”, Summaries of Technical Papers of Annual Meeting, Architectual Institute of Japan, 1973:1041-1044 (in Japanese).
Clark P, Aiken I, Kasai K, Ko E, Kimura I. “Design procedures for buildings incorporating hysteretic damping devices”. Proceedings, 69th Annual Convention, SEAOC, Sacramento, CA, 1999.
Higgins C, Newell J. “Confined steel brace for earthquake resistant design”. Engineering Journal, AISC, 2004, 41(4): 187-202.
James Newell, etc. Sub assemblage Testing of Core Brace Buckling-restrained Braces(F Series), Report No. TR-2005/01, Department of Strutural Engineering, UCSD, January 2005.
Jinkoo Kim, Youngil Se. Seismic design of low rise steel frames with bucking-restrained Braces, Engineering Structures, 2004, 26: 543-551.
Jinkoo Kim, Youngil Seo. Seismic design of steel structures with buckling-restrained knee braces, Journal of Constructional Steel Research, 2003, 59: 1477-1497.
陳正诚. 韧性同心斜撑构架与韧性斜撑构材之耐震行为与设计[J]. 结构工程, 2000,15(1):53-78.
蔡克铨等. 双管式挫屈束制支撑之耐震行为与应用[J]．建筑钢结构进展,2005, 7(3).
郭彦林. 结构的耗能减震与防屈曲支撑[J]. 建筑结构, 2005.
哈敏强. 普通和新型抑制屈曲支撑的力学性能及其应用研究[D].上海: 同济大学,2004.
罗树青. 新型抑制屈曲支撑在结构失稳监测中的应用[D]. 上海: 同济大学, 2005．
蔡益燕, 郁银泉. 屈曲约束支撑和制震设计[A]．高层建筑抗震技术交流会论文集(第九届)[C]．厦门, 2003: 7-10．
支撑是一种最为经济的抗侧力构件，它既能提高结构的刚度和承载力，又不影响建筑采光以及内部空间的分割，且施工方便。传统的带支撑框架有中心支撑框架CBF(Concentrically Braced Frame)和偏心支撑框架EBF(Eccentrically Braced Frame)。中震和强震时，CBF中的支撑会受压屈曲和受拉屈服，而屈曲会使受压承载力降低，从而限制了支撑作为抗侧力构件的耗能能力，因而大多数抗震规范都对中心支撑的抗震承载力进行调低。EBF通过偏心梁段的屈服从而限制支撑的屈曲，可使结构具有较好的耗能性能。但是偏心梁段屈服，地震后结构修复较为困难，且支撑的刚度得不到完全发挥。
由于支撑屈曲不利于能量耗散，因此相对于传统CBF提出了一种新的可以避免支撑屈曲的体系，称为屈曲约束支撑钢框架BRBF(Buckling Restrained Braced Frame)，屈曲约束耗能支撑（Buckling-restrained Brace）由芯材，外套筒以及套筒内无粘结材料组成。
虽然BRB形式多样，但原理基本相似，利用刚度较大的外套筒拟制中心芯板的屈曲。支撑的中心是芯材(Steel Core)，为避免芯材受压时整体屈曲，即在受拉和受压时都能达到屈服，芯材被置于一个钢套管(Steel Tube)内，然后在套管内灌注填充材料，该填充材料具有一定的强度，又有较好的密实性，且耐久性优越。为减小或消除芯材受轴力时传给填充材料的力，而且由于泊松效应，芯材在受压情况下会膨胀，因此在芯材和砂浆之间设有一层无粘结材料或非常狭小的空气层(Gap)。
屈曲约束耗能支撑在日本应用较多，在美国、加拿大和我国台湾地区也有使用，我国大陆地区也在推广这种支撑体系，并且在北京、上海、西安等在建建筑中已经开始使用。
屈曲约束耗能支撑的发明解决了普通钢支撑的失稳破坏的问题，使钢结构支撑在受拉和受压时候性能一致，从而大大提高了钢材的利用率。屈曲约束耗能支撑成为了结构的耗能元件，起到结构“保险丝”的作用。屈曲约束耗能支撑结构延性性能好，耗能能力增强，且屈曲约束耗能支撑施工方法与普通钢结构支撑相同，施工进度快，质量可靠。
当结构采用屈曲约束耗能支撑后，建筑物在强烈地震后，主体结构将不会破坏，从而保护建筑物内人员安全和财产安全。
Yoshino是研究屈曲约束支撑的先驱，他对 “支撑剪力墙”的结构进行了反复荷载试验研究。Wakabayashi将钢板支撑夹在一对预制钢筋混凝土板之间，进行了拉伸、压缩、子系统以及两层框架系统的试验[1]。在Wakabayashi研究的基础上，日本在2O世纪80和90年代对芯材加钢管的屈曲约束支撑进行了多次研究。Iwata于2000年对4种在日本商业应用的约束屈曲支撑进行了研究。
1999年Clark在加州大学伯克利分校进行了3个大比例约束屈曲支撑的试验，为美国第一座使用约束屈曲支撑的建筑的结构设计和施工提供技术支持[2]。2002年在伯克利加州大学完成了屈曲约束支撑框架的反复荷载试验并取得成功，验证了结构稳定理论，測试了在罕遇地震下的非弹性变形能力，标定了滞回模型。Black等还进行了整体屈曲时的稳定分析、芯材在高阶模态下的屈曲行为和塑性扭转屈曲问题的研究。Higgins和Newell研究了一种用圆钢管充填无粘结材料级配砾石作为屈曲约束机构的约束屈曲支撑[3]。2003-2004年，圣迭戈加州大学，利用SRMD(结构减震设施)大型试验系统完成了足尺寸屈曲约束支撑构件的拟动力加载试验。SEAOC(美国加州结构工程师学会)与AISC(美国钢结构学会)联合委员会于2001年制定了“屈曲约束支撑推荐规定”，并于2005年1月将这些规定写人了最新的AISC(钢结构建筑抗震规定)。韩国的Jinkoo Kim等对单支撑约束屈曲框架和角支撑约束屈曲框架在Pushover理论的基础上进行了理论分析[5,6]，并给出了一些设计公式。但他的理论模型过于简单，不能很好的反应实际结构的受力情况，还有很大的改善余地。而且，他没有对人字撑、X形支撑等常见支撑进行分析，也没有比较各种支撑的相对优劣情况。
台北的陈正诚对用低屈服点钢材(fy=100MPa)制成的屈曲约束支撑恢复力特性进行了研究[7]。该种屈曲约束支撑用钢管充填混凝土对钢板提供约束。浇筑混凝土之前，在钢板表面放置一层硅脂材料以减少粘结力，只有很小的间隙留给钢板在受压后膨胀。
台湾的蔡克铨等研究了无粘结材料对屈曲约束支撑滞回反应的影响[8]。为减少节点尺寸并便于现场安装，蔡克铨开发了一种双钢管屈曲约束支撑并对其进行了反复载重及疲劳试验研究。其研究结果显示了此种结构具备优良的滞回消能与抗疲劳能力。
清华大学的郭彦林教授对屈曲约束支撑进行了有限元分析和整体稳定性能研究，并分析了约束比、内核板件宽度比、初始缺陷、间隙等参数对支撑性能的影响，同时也简单的给出了初步简化设计方法[9]。
同济大学的邓长根教授对屈曲约束支撑的稳定问题做了一定的研究，并提出了一种新型屈曲约束支撑，即压力只由内核钢支撑承担，内核受力构件与侧撑构件之间不填充混凝土而是保留有一定的间隙，外钢管在端部收缩，使两者在端部间隙很小，同时设置一定厚度的挡板并与内钢管焊接，用来限制外钢管的滑移的支撑形式。并对这种新型屈曲约束支撑的稳定问题作了相应的研究[10,11]。
屈曲约束支撑自从推向市场以来，在国内外应用广泛，大幅提高了建筑物的抗震性能，而且取得了显著的社会和经济效益。屈曲约束支撑所应用的工程项目，领域涵盖广、结构类型多，包括大型公共建筑、商业建筑、体育场馆、酒店和写字楼。对于复杂高层项目，屈曲约束支撑有些是作为结构的主要抗侧力体系，有些是为平面不规则结构调整结构的扭转刚度，还有些应用于竖向不规则结构的薄弱层和高层、超高层结构的加强层中。
高度为72m的横浜伊势佐木町华盛顿旅馆中采用了平板钢无粘结支撑体系，塔库马本部办公大楼高度为43 m中采用了H形钢无粘结支撑体系，日本大阪的高层建筑物也采用了屈曲约束支撑作为其抗侧力体系的一部分。东京涉谷SANKYO公司总部大楼高约60 m，13层，整个用竹笼形的外周斜格子状框架支持，斜框架的一部分用屈曲约束支撑，考虑它在地震时耗能，使其余的格子状框架处于弹性范围，确保对垂直荷载的承载能力。东京晴海“图里顿广场”大厦是高150m以上的超高层建筑，有X，Y，Z 3幢。Y幢和Z幢采用通过试验确认了性能的屈曲约束支撑，它设置在各层的外围[12]。
我国的兰州云天皇冠酒店采用“钢管混凝土框架+屈曲约束支撑+钢筋混凝土筒体”混合结构体系，建筑平面标准层部分呈三阶品字形。武汉保利文化广场立面呈“h”型，主副楼通过刚接连体形成整体。两侧塔楼平面布置，质量及结构刚度均有很大差别。由于连体的存在，两侧塔楼会相互影响形成耦连的现象。为防止罕遇地震下主楼的扭转过大，考虑在连体中部采用“放”的办法削弱连体的连接作用，并在此处设置耗能装置。由于在连体桁架中部设置粘滞阻尼器难以阻止连体桁架在长周期的风荷载作用下的错动，因此在桁架中部设置屈曲约束支撑。屈曲约束支撑在小震和风作用下不屈服，作为普通支撑构件工作，而在罕遇地震下可屈服耗能，并具有优良的滞回性能。
参考文献：
Wakabayashi M, Nakamura T, Kashibara A, Morizono T, Yokoyma H.”Experimental study of elasto-plastic properties of precast concret wall panel with built-in insulating braces”, Summaries of Technical Papers of Annual Meeting, Architectual Institute of Japan, 1973:1041-1044 (in Japanese).
Clark P, Aiken I, Kasai K, Ko E, Kimura I. “Design procedures for buildings incorporating hysteretic damping devices”. Proceedings, 69th Annual Convention, SEAOC, Sacramento, CA, 1999.
Higgins C, Newell J. “Confined steel brace for earthquake resistant design”. Engineering Journal, AISC, 2004, 41(4): 187-202.
James Newell, etc. Sub assemblage Testing of Core Brace Buckling-restrained Braces(F Series), Report No. TR-2005/01, Department of Strutural Engineering, UCSD, January 2005.
Jinkoo Kim, Youngil Se. Seismic design of low rise steel frames with bucking-restrained Braces, Engineering Structures, 2004, 26: 543-551.
Jinkoo Kim, Youngil Seo. Seismic design of steel structures with buckling-restrained knee braces, Journal of Constructional Steel Research, 2003, 59: 1477-1497.
陳正诚. 韧性同心斜撑构架与韧性斜撑构材之耐震行为与设计[J]. 结构工程, 2000,15(1):53-78.
蔡克铨等. 双管式挫屈束制支撑之耐震行为与应用[J]．建筑钢结构进展,2005, 7(3).
郭彦林. 结构的耗能减震与防屈曲支撑[J]. 建筑结构, 2005.
哈敏强. 普通和新型抑制屈曲支撑的力学性能及其应用研究[D].上海: 同济大学,2004.
罗树青. 新型抑制屈曲支撑在结构失稳监测中的应用[D]. 上海: 同济大学, 2005．
蔡益燕, 郁银泉. 屈曲约束支撑和制震设计[A]．高层建筑抗震技术交流会论文集(第九届)[C]．厦门, 2003: 7-10．