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摘 要：随着建筑技术的发展，不规则混凝土结构被越来越多的应用其中，这种不规则的结构能够给人一种强烈的视觉效果，但是需要解决稳定性的问题，为了解决这个问题，通常需要建立支撑体系，而屈曲约束支撑是经常最频繁使用的一种支撑体系。本文主要通过对屈曲约束支撑的介绍，进而探讨了该支撑体系在不规则混凝土结构设计中的具体应用，希望为屈曲约束支撑技术的发展提供借鉴。
关键词：屈曲约束支撑；不规则混凝土结构；设计；应用
屈曲约束支撑其主要的功能就是解决不规则混凝土结构的稳定性问题，尤其是在地震多发的地区，其发挥的作用更加明显。屈曲约束支撑设计重点是节点，节点的设计水平直接影响了整个支撑体系性能的发挥，因此设计人员非常看重节点的性能设计，比如强度、延伸性等。
1 屈曲约束支撑概述
屈曲约束支撑主要由以下几个部分组成：
1.1 约束屈服段
由于结构要求屈曲约束支撑能够在反复荷载的作用下屈服，故此，这部分需要使用一些延性比较好的钢材，如A36等。当结构有特殊要求时，则可选用强度较高的低合金钢，如A572GR.50。无论采用何种钢材，其屈服强度值都必须稳定，这样才能确保屈曲约束支撑的可靠性。
1.2 非屈服段
通常这部分都是置于套管及砂浆内，它属于约束屈服段的延伸，为了保证该部分能够始终处于弹性阶段工作，需要适当增加构件的截面积。具体可通过增加约束屈服段的截面宽度或是利用焊接加劲的方式来增大截面积。
1.3 无粘结可膨胀材料
因受约束机构的作用，在高阶模态的条件下，约束屈服段极有可能出现微小幅度的屈曲。同时屈曲构件本身也需要有足够的空间容许芯材在受到压力荷载作用时膨胀。为此，填充材料与芯材之间就必须留有足够的间隙。硅胶、聚乙烯、橡胶以及乳胶等填充材料能够进一步减少或基本消除芯材受约束段与砂浆间的剪应力，所以这些材料可以作为设计首选材料。
2 屈曲约束支撑在不规则混凝土结构设计中的应用
2.1 设计要求
规则的混凝土结构对支撑形式并不没有过高的要求，甚至有些非常规则的混凝土结构并不需要支撑形式，但是不规则的混凝土结构在建设施工期间则必须需要支撑形式，以免出现坍塌现象，其支撑形式有很多种，但是经常使用的是屈曲约束支撑形式，但是使用这种支撑形式其核心钢材性能要求比较严格，而钢材性能主要与钢材的材料、构件等相关。其中对于核心钢材最重要的要求就是其延性性能优良，因为只有这个性能达到要求，才能满足屈曲约束的条件，这样就不需要使用类型的钢材。通常其性能应该符合以下条件：首先强屈比应该不小于1.2，这样才能屈曲约束要求，进而起到支撑的作用；其次，伸长率要不小于25%，这样在面对高度比较长的混凝土结构时，依然能起到支撑的作用；最后，冲击韧性也要满足要求，其中最重要的要求就是热量的吸入，通常情况下，在0℃之下，也能够吸收27J的能量。
2.2 设计原则
之所以要使用支撑体系，主要是因为不规则的混凝土结构其整体并不稳定，因此需要支撑体系来做支撑，尤其是对抗震性能要求比较高的地区，如果选择使用不规则的混凝土结构，必须选择性能良好的支撑体系，比如屈曲约束支撑体系，这样当发生地震时支撑体系能够发挥支撑作用，因其具有一定的变形能力，因此其抗震性能更佳。但是这种支撑体系对节点要求比较高，因为节点直接关系到整个支撑体系的安全系数，因此屈曲约束支撑设计其重点就是对节点的设计，在对其进行设计时，应该遵从以下原则：
首先，每个节点的强度都应该不小于连接构件的强度，这样才能充分的发挥节点支撑的作用，即使压力非常大，节点的位置也不会受到影响；其次，节点设计要按照中度以上的地震要求来设计，如果发生中度地震，节点自身应该还具有足够的弹性，以便节点周围的建筑构件有一定的活动范围空间，及时发生地震件建筑结构也不会马上发生坍塌；再次，节点的强度应该按照强度以及以上地震标准来设计，如果发生强度地震，节点强度及时收到了破坏，也要在柱子承载能力以上；最后，在选择配筋时，要选择简单、方便的配筋，这样才能降低节点施工难度，缩短屈曲约束支撑施工时间。
2.3 具体的设计步骤
屈曲约束支撑技术在我国应用时间比较长，所以其技术工艺比较成熟，但是因为建筑设计技术水平越来越高，建筑结构形式也越来越多，为了增加结构的美观性，不规则结构也被越来越多的应用到建筑中，虽然针对支撑体系研究的文献比较多，但是对屈曲约束支撑研究的人员却不多，而专门对支撑体系节点进行设计的研究更加少，正是基于此，本文才对其进行详细的研究。因为节点是屈曲约束支撑的重点，因此本文也将其看作是研究的重点。实际上本文研究的屈曲约束支撑节点与梁柱节点非常相近，但是这种两者还是有非常大的差别，比如混凝土框架结构当中，节点板一般都是借助预埋件和锚栓与混凝土构件进行可靠连接的，为此，对于屈曲约束支撑钢混框架结构的梁柱节点，可利用现行的钢结构设计规范为依据进行设计。具体设计过程如下：
2.3.1 屈曲约束支撑设计
屈曲約束支撑设计时有两个重点概念：一个是屈曲约束支撑的层间刚度，另一个是钢芯工作段及非工作段的横断截面积；通常情况下由以下字母来表示：k的取值为0.7-0.9（该取值是扣除构件及节点板所占尺寸的长度系数）；x表示工作段长度系数，可取0.3-0.6；H是结构的层高；E代表钢芯材料的弹性模量。根据抗剪配筋验算结果可知符合设计要求。
2.3.2 支撑节点设计
这部分是本设计中最为重要的部分之一，共分为以下三个环节：（1）连接段设计。为了进一步确保钢芯屈服能够在工作段范围之内，就必须保证在任何条件下非工作段都应当处在弹性工作状态下。为此，在实际设计中，应当充分考虑支撑压拉强度比、屈服强度比值以及钢芯材料的抗拉强度等因素对钢芯承载力的影响，以此来确保连接段的承载力符合设计要求；（2）节点板与支撑连接的焊缝设计。在没有特殊要求的前提下，节点板与支撑连接可直接采用高强度的螺栓进行可靠连接，若有特殊需要则应采用焊缝连接。
结束语
综上所述，可知对屈曲约束支撑在不规则混凝土结构设计中的应用进行分析非常必要，因为我国针对屈曲约束支撑体系进行研究的文献比较少，而针对其中的节点进行研究的文献更加少，这正说明屈曲约束支撑有非常大的研究价值，值得做进一步的研究。实际上，屈曲约束支撑有更大的研究价值，等待更多的人去深入研究。
参考文献
[1]王华琪，丁洁民，姚兴华.防屈曲支撑理论分析与有限元模拟[J].沈阳建筑大学学报（自然科学版），2008（2）.
[2]胡宝琳，李国强，孙飞飞.屈曲约束支撑体系的研究现状及其国内外应用[J].四川建筑科学研究，2007（4）.
[3]罗开海，程绍革，白雪霜.荣维生.屈曲约束耗能支撑力学性能分析[J].工程抗震与加固改造，2007（2）.
关键词：屈曲约束支撑；不规则混凝土结构；设计；应用
屈曲约束支撑其主要的功能就是解决不规则混凝土结构的稳定性问题，尤其是在地震多发的地区，其发挥的作用更加明显。屈曲约束支撑设计重点是节点，节点的设计水平直接影响了整个支撑体系性能的发挥，因此设计人员非常看重节点的性能设计，比如强度、延伸性等。
1 屈曲约束支撑概述
屈曲约束支撑主要由以下几个部分组成：
1.1 约束屈服段
由于结构要求屈曲约束支撑能够在反复荷载的作用下屈服，故此，这部分需要使用一些延性比较好的钢材，如A36等。当结构有特殊要求时，则可选用强度较高的低合金钢，如A572GR.50。无论采用何种钢材，其屈服强度值都必须稳定，这样才能确保屈曲约束支撑的可靠性。
1.2 非屈服段
通常这部分都是置于套管及砂浆内，它属于约束屈服段的延伸，为了保证该部分能够始终处于弹性阶段工作，需要适当增加构件的截面积。具体可通过增加约束屈服段的截面宽度或是利用焊接加劲的方式来增大截面积。
1.3 无粘结可膨胀材料
因受约束机构的作用，在高阶模态的条件下，约束屈服段极有可能出现微小幅度的屈曲。同时屈曲构件本身也需要有足够的空间容许芯材在受到压力荷载作用时膨胀。为此，填充材料与芯材之间就必须留有足够的间隙。硅胶、聚乙烯、橡胶以及乳胶等填充材料能够进一步减少或基本消除芯材受约束段与砂浆间的剪应力，所以这些材料可以作为设计首选材料。
2 屈曲约束支撑在不规则混凝土结构设计中的应用
2.1 设计要求
规则的混凝土结构对支撑形式并不没有过高的要求，甚至有些非常规则的混凝土结构并不需要支撑形式，但是不规则的混凝土结构在建设施工期间则必须需要支撑形式，以免出现坍塌现象，其支撑形式有很多种，但是经常使用的是屈曲约束支撑形式，但是使用这种支撑形式其核心钢材性能要求比较严格，而钢材性能主要与钢材的材料、构件等相关。其中对于核心钢材最重要的要求就是其延性性能优良，因为只有这个性能达到要求，才能满足屈曲约束的条件，这样就不需要使用类型的钢材。通常其性能应该符合以下条件：首先强屈比应该不小于1.2，这样才能屈曲约束要求，进而起到支撑的作用；其次，伸长率要不小于25%，这样在面对高度比较长的混凝土结构时，依然能起到支撑的作用；最后，冲击韧性也要满足要求，其中最重要的要求就是热量的吸入，通常情况下，在0℃之下，也能够吸收27J的能量。
2.2 设计原则
之所以要使用支撑体系，主要是因为不规则的混凝土结构其整体并不稳定，因此需要支撑体系来做支撑，尤其是对抗震性能要求比较高的地区，如果选择使用不规则的混凝土结构，必须选择性能良好的支撑体系，比如屈曲约束支撑体系，这样当发生地震时支撑体系能够发挥支撑作用，因其具有一定的变形能力，因此其抗震性能更佳。但是这种支撑体系对节点要求比较高，因为节点直接关系到整个支撑体系的安全系数，因此屈曲约束支撑设计其重点就是对节点的设计，在对其进行设计时，应该遵从以下原则：
首先，每个节点的强度都应该不小于连接构件的强度，这样才能充分的发挥节点支撑的作用，即使压力非常大，节点的位置也不会受到影响；其次，节点设计要按照中度以上的地震要求来设计，如果发生中度地震，节点自身应该还具有足够的弹性，以便节点周围的建筑构件有一定的活动范围空间，及时发生地震件建筑结构也不会马上发生坍塌；再次，节点的强度应该按照强度以及以上地震标准来设计，如果发生强度地震，节点强度及时收到了破坏，也要在柱子承载能力以上；最后，在选择配筋时，要选择简单、方便的配筋，这样才能降低节点施工难度，缩短屈曲约束支撑施工时间。
2.3 具体的设计步骤
屈曲约束支撑技术在我国应用时间比较长，所以其技术工艺比较成熟，但是因为建筑设计技术水平越来越高，建筑结构形式也越来越多，为了增加结构的美观性，不规则结构也被越来越多的应用到建筑中，虽然针对支撑体系研究的文献比较多，但是对屈曲约束支撑研究的人员却不多，而专门对支撑体系节点进行设计的研究更加少，正是基于此，本文才对其进行详细的研究。因为节点是屈曲约束支撑的重点，因此本文也将其看作是研究的重点。实际上本文研究的屈曲约束支撑节点与梁柱节点非常相近，但是这种两者还是有非常大的差别，比如混凝土框架结构当中，节点板一般都是借助预埋件和锚栓与混凝土构件进行可靠连接的，为此，对于屈曲约束支撑钢混框架结构的梁柱节点，可利用现行的钢结构设计规范为依据进行设计。具体设计过程如下：
2.3.1 屈曲约束支撑设计
屈曲約束支撑设计时有两个重点概念：一个是屈曲约束支撑的层间刚度，另一个是钢芯工作段及非工作段的横断截面积；通常情况下由以下字母来表示：k的取值为0.7-0.9（该取值是扣除构件及节点板所占尺寸的长度系数）；x表示工作段长度系数，可取0.3-0.6；H是结构的层高；E代表钢芯材料的弹性模量。根据抗剪配筋验算结果可知符合设计要求。
2.3.2 支撑节点设计
这部分是本设计中最为重要的部分之一，共分为以下三个环节：（1）连接段设计。为了进一步确保钢芯屈服能够在工作段范围之内，就必须保证在任何条件下非工作段都应当处在弹性工作状态下。为此，在实际设计中，应当充分考虑支撑压拉强度比、屈服强度比值以及钢芯材料的抗拉强度等因素对钢芯承载力的影响，以此来确保连接段的承载力符合设计要求；（2）节点板与支撑连接的焊缝设计。在没有特殊要求的前提下，节点板与支撑连接可直接采用高强度的螺栓进行可靠连接，若有特殊需要则应采用焊缝连接。
结束语
综上所述，可知对屈曲约束支撑在不规则混凝土结构设计中的应用进行分析非常必要，因为我国针对屈曲约束支撑体系进行研究的文献比较少，而针对其中的节点进行研究的文献更加少，这正说明屈曲约束支撑有非常大的研究价值，值得做进一步的研究。实际上，屈曲约束支撑有更大的研究价值，等待更多的人去深入研究。
参考文献
[1]王华琪，丁洁民，姚兴华.防屈曲支撑理论分析与有限元模拟[J].沈阳建筑大学学报（自然科学版），2008（2）.
[2]胡宝琳，李国强，孙飞飞.屈曲约束支撑体系的研究现状及其国内外应用[J].四川建筑科学研究，2007（4）.
[3]罗开海，程绍革，白雪霜.荣维生.屈曲约束耗能支撑力学性能分析[J].工程抗震与加固改造，2007（2）.