2024年10月30日发(作者：福秋荷)
第３５卷第１期
２０１３年２月
工程抗震与加固改造
Ｖｏ１．３５，Ｎｏ．１
Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｒｅｔｒｏｆｉｔｔｉｎｇ
Ｆｅｂ．２０１３
［文章编号］ １００２—８４１２（２０１３）０１￣０２３－０７ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２—８４１２．２０１３．Ｏ１．００４
防屈曲支撑加固混凝土框架抗震性能分析
刘 珩，赵 健，吴 徽（北京建筑工程学院土木与交通工程学院，北京１０００４４）
［提要］ 结合ＢＲＢ的工作原理，推导了ＢＲＢ的等效刚度，并采用Ｐｅｆｒｏｒｍ一３Ｄ软件对一幢１４层普通钢筋混凝土框架结构及
其用ＢＲＢ加固后的抗震性能进行了非线性对比分析。分析选取了７条涉及５Ｏ年设计基准期超越概率１０％和５Ｏ年设计基准
期超越概率２％的地震波，加速度调整系数根据ＦＥＭＡ３５６规范选取。通过分析研究了ＢＲＢ的耗能能力及不同楼层中ＢＲＢ的
轴向变形能力，并比较了两种结构的层间位移角值、楼层剪力、构件屈服情况等。分析结果表明，防屈曲支撑（Ｂｕｃｋｌｉｎｇ
Ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ Ｂｒａｃｅ，简称ＢＲＢ）能提高结构的刚度，具有良好的滞回性能，可以有效地耗散地震能量，能够很好地改善结构的抗震
性能及工作性能。
［关键词］ 防屈曲支撑（ＢＲＢ）；ＢＲＢ等效刚度；钢筋混凝土框架；防屈曲支撑混凝土框架；非线性分析
［中图分类号］ＴＵ７４６．３ ［文献标识码］ Ａ
Ｓｅｉｓｍｉｃ Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ＲＣ Ｆｒａｍｅ Ｒｅｔｒｏｆｉｔ ｂｙ Ｂｕｃｋｌｉｎｇ Ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ Ｂｒａｃｅ
Ｌｉｕ Ｈｅ ，Ｚｈａｏ Ｊｉａｎ， Ｈｕｉ（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ
Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，Ｂｅｑｉｎｇ １０００４４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ＢＲＢ，ｔｈｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｏｆ ＢＲＢ ｉｓ ｄｅｒｉｖｅｄ．Ｗｉｔｈ Ｐｅｒｆｏｍ一３ Ｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ａｎａｌｙｓｉｓ
ｏｎ ａ １４一ｓｔｏｒｙ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｆｒａｍｅ ａｎｄ ｏｎｅ ｓａｍｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｒｅｔｒｏｆｉｔｔｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ＢＲＢ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ．Ｔｏ ｐｅｒｆｏｒｍ ｔｈｅ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ
ｔｉｍｅ ｈｉｓｔｏｒｙ ｖｅｒｉｉｆｃａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｅｓ，ａ ｓｅｔ ｏｆ ｓｅｖｅｎ ｓｅｉｓｍｉｃ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｗａｖｅｓ ａｒｅ ｒｅｑｕｉｒｅｄ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅ ｓｔｒｏｎｇ ｇｒｏｕｎｄ ｓｈａｋｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ
ｓｉｔｅ．ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｏ １０％ａｎｄ ２％ｅｘｃｅｅｄａｎｃｅ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ５０ ｙｅａｒｓ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｉｉｃａｔｆｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ ｉｓ ｃｈｏｓｅｎ
ｂａｓｅｄ ｏｎ Ａｍｅｒｉｃａｎ ｃｏｄｅ ＦＥＭ３５６．Ｆｒｏｍ ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ａｘｉａｌ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ＢＲＢ ａｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ，
ａｎｄ ｔｈｅ ｄｒｉｆｔ ｒａｔｉｏ，ｓｔｏｒｙ ｓｈｅａｒ ｆｏｒｃｅ，ｙｉｅｌｄｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗｉｔｈ ｒｅｔｒｏｆｉｔｔｅｄ ｏｎｅｓ ａｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｂｕｃｋｌｉｎｇ Ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ
Ｂｒａｃｅ（ＢＲＢ）ｈａｓ ｈｉｇｈ ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ ｐｅｒ￣ｒｍａｎｃｅ，ｃａｎ ｅｎｈａｎｃｅ ｔｈｅ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｓｅｉｓｍｉｃ ｅｎｅｒｇｙ
ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ．ＢＲＢ ｃａｎ ａｌｓｏ ｐｒｏｍｏｔｅ ｓｅｉｓｍｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｅａｓｙ ｏｆ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｆｏｒ ｒｅｔｒｏｆｉｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｕｃｋｌｉｎｇ ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ ｂｒａｃｅ（ＢＲＢ）；ＢＲＢ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ；ＲＣ ｆｒａｍｅ；ＢＲＢ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｆｒａｍｅ；ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ａｎａｌｙｓｉｓ
Ｅ・ｍａｉｌ：ｌｉｕｈｅｎｇ１ ２３４５＠ｓｉｎａ．ｃｏｒｎ
１ 引言
１９９４年北岭地震和１９９５年神户地震中，大量建筑
为了减轻地震灾害，许多学者致力于提高建筑
物抗震性能的耗能阻尼器的研究 。研究结果显
示，在突发性的大地震作用下，传统框架结构很难满
足抗震的要求，需要提高建筑物的侧向刚度。通常
物遭到破坏，其中不少建筑物就使用了中心支撑，此
类建筑破坏的主要特点就是支撑发生受压屈曲。此
后，日本、美国及中国台湾的众多研究者对如何防止
支撑受压屈曲的问题展开了研究，提出防屈曲支撑
（Ｂｕｃｋｌｉｎｇ Ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ Ｂｒａｃｅ，简称ＢＲＢ）这一概念，并
得到了广泛应用。ＢＲＢ实质上就是一种新型阻尼
的做法是在框架结构中增加支撑来提高其侧向刚
度，虽然此类中心支撑能提供较大的侧向刚度，但由
于其在受压时容易屈曲的特点，降低了它耗散地震
能量的能力，使得其抗震性能达不到预期的效果。
［收稿日期］２０１２－０３－０２
器，它在解决好防止支撑受压屈曲问题的同时，使内
芯与外部钢套管分离，可以自由滑动，具有良好的抗
疲劳性能，提高了耗能能力，减小了结构震害。ＢＲＢ
按功能可分为三个单元，即：核心单元、约束单元、及
脱层单元（见图１）。传统中心支撑与ＢＲＢ在地震
［基金项目］ 建设部２００８年科学技术项目研究开发项目资助
（２００８－ｋ２－１７）
工程抗震与加固改造 ２０１３年２月
作用下变形对比见图２所示。 观，采光性能强，最后被选用（加固前、后结构见图
３、图４所示）。
无粘结材料
（脱层单元）
（ａ） （ｂ）
…土
图１ 防屈曲支撑构造示意图
Ｆｉｇ．１ Ｄｅｔａｉｌｉｎｇ ｏｆ ｂｕｃｋｌｉｎｇ ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ ｂｒａｃｅ
腓
图３加固前宿舍楼
Ｆｉｇ．３ Ｏｒｉｇｉｎａｌ ｂｕｌｉｄｉｎｇ
（ａ）传统支撑 （ｂ）防屈曲支撑
图２传统支撑与防屈曲支撑在地震作用下的对比
Ｆｉｇ．２ Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ
ｔｈｅ ｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｂｒａｃｅ ａｎｄ ＢＲＢ
目前，ＢＲＢ技术在国外的结构抗震里得到了广
泛应用，２００２年Ｓｕｉｆｕｌ公司使用独立设计的ＢＲＢ对
贝弗利威尔希尔医疗大楼进行加固，取得了很好的
效果 。在国内，一些高校和研究机构对ＢＲＢ进行
了研究和试验，２００７年北京建筑合作单位北京工业
大学高向宇等人设计出适合中国型钢的Ｔ字截面
和十字截面ＢＲＢ ，ＢＲＢ滞回曲线饱满；２００８年８
～
图４加固后宿舍楼
Ｆｉｇ．４ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｂｕｉｌｄｉｎｇ
２建立模型
２．１ ＢＲＢ等效刚度推导
ＢＲＢ作为防屈曲支撑混凝土框架（ＢＲＢ
１０月北京建筑设计研究院苗启松与北京建筑工
程学院合作，在结构实验室完成了３个全钢结构的
ＢＲＢ试件试验，优化和改进了防屈曲支撑设计 。
试验结果表明，通过解决支撑受压屈曲问题，ＢＲＢ
能够具有良好的耗能性能。
Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｆｒａｍｅ，简称ＢＲＢＣＦ）的主要耗能构件，由
不同刚度的工作段组成，如何确定ＢＲＢ的等效刚
度及如何对ＢＲＢ等效刚度进行折减将直接影响
ＢＲＢＣＦ的相关设计：是能否达成ＢＲＢ先屈服、梁
次屈服、柱最后屈服的屈服顺序，实现ＢＲＢ第一道
抗震设防的重要指标。推导出ＢＲＢ刚度折算方
但ＢＲＢ能否和框架结构良好组合，支撑本身的
滞回特性能否在框架结构中得到体现，这一新的问
题又摆在研究人员面前。本文主要针对一个实际工
法，将有利于在通用的大型计算软件中更加精确
地模拟ＢＲＢＣＦ的受力变形全过程，来指导结构设
计。
程进行非线性分析 。
该工程位于洛杉矶南加州大学。。 ，是该学校的
学生宿舍楼（见图３），始建于１９７２年，共１４层，首
如图５所示，把ＢＲＢ按刚度划分为４个区段：
梁柱交接区、连接段、过渡段、耗能段。设梁柱交接
层层高４．４７ｍ，其余层层高均为２．６７ｍ，首层长
３２ｍ，宽１９．１ｍ。结构类型为框架结构，由于此建筑
区、连接段、过渡段、耗能段分别为￡，，Ｌ ， ，Ｌ ；面
建造时间较早，结构为非延性钢筋混凝土框架，同时
采用延性很小的预应力梁，抗震性能较差。ＢＲＢ支
撑既能提供良好的抗震性能，又能减小工程内部工
作量，不打扰学生的学习和生活，且加固后效果美
积分别为Ａ ，Ａ。（近似取ＢＲＢ端头连接处的面积），
Ａ，，Ａ ；刚度分别为Ｋ ，Ｋ：， ， ，梁柱交接区刚度
无穷大Ｋ ＝∞，考虑钢材弹性模量为Ｅ。则ＢＲＢ的
等效刚度为：
第３５卷第１期
粱柱交接区
刘
连接段
珩，等：防屈曲支撑加固混凝土框架抗震性能分析
过渡段 耗能段 过渡段 连接段 粱柱交接区
图５ ＢＲＢ刚度折算示意图
Ｆｉｇ．５ ＢＲＢ Ｓｔｉｆｎｅｓｓ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｃｈａｒｔ
１
Ｋ
１
Ｋ
＋
１
Ｋ，
＋
１
Ｋ
＋
１
Ｋ ’
：
一
Ｔ
＋ ＋一Ｋ
４
＝
ＥＡ２＋
１
＋
＝
Ｋ１＋
ＥＡ２Ａ３Ａ４
Ａ２Ｌ３Ｌ４＋Ａ３Ｌ２Ｌ４＋Ａ４ ２Ｌ３
（１）
２．２线弹性模型的建立
图６原ＥＴＡＢＳ模型
Ｆｉｇ．６ Ｏｒｉｇｉｎａ ｍｏｄｅｌ
在建立非线性模型之前，为了确定加固的ＢＲＢ
框架中梁、柱尺寸及ＢＲＢ型号，根据建筑所在地的
地震分组类型和地质情况，采用ＥＴＡＢＳ建立了５０
年设计基准期超越概率１０％的反应谱函数，进行了
线弹性分析 （原框架结构模型见图６，加固后框架
结构见图７）。在建模过程中，为实现原有框架与
ＢＲＢ框架的内力传递，模拟多个刚度很大的钢销固
定在梁、柱之间，达到了良好的传力效果。
根据ＥＴＡＢＳ分析结果确定出的ＢＲＢ框架中的
图７加固后ＥＴＡＢＳ模型
Ｆｉｇ．７ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｍｏｄｅｌ
梁、柱及ＢＲＢ的具体尺寸和型号：
（１）框架梁：尺寸与原框架一致，采用混凝土强
度为３４．５Ｎ／ｍｍ 的普通混凝土；（２）框架柱：６３５
２．３非线性模型的建立
ｍｍ×７６２ｍｍ，采用混凝土强度为３４．５Ｎ／ｍｍ 的普
通混凝土；（３）ＢＲＢ：参数祥见表１所示。
表１ ＢＲＢ相关数据
Ｔａｂｌｅ １ ＢＲＢ ｄａｔａ
本文采用ＣＳＩ公司的Ｐｅｒｆｏｒｍ一３Ｄ １０］软件建立非
线性模型，Ｐｅｒｆｏｒｍ一３Ｄ作为专业的结构非线性分析
软件，能够给出较好的非线性分析结果（原框架结
构模型见图８，加固后框架结构模型见图９）。在建
模过程中，把楼板定义成刚性隔板，而楼板的质量与
质量惯性矩（ＭＭＩ）可根据之前的线性分析结果得
出。梁、柱则采用了ＦＥＭＡ Ｂｅａｍ／Ｃｏｌｕｍｎ，Ｃｏｎｃｒｅｔｅ
楼层 承载力理 屈服强度 中震下轴向 大震下轴向
论值（ｋＮ） （Ｎ／ｒａｍ ） 变形限值（％） 变形限值（％）
１１—１４
８一ｌ１
５—８
２～５
１０２３．１
ｌ６９０．３
２００１．７
２５３５．５
２８９．６
２８９．６
２８９．６
２８９．６
２．１２
３．０４
３．０４
３．０４
２．１２
３．０４
３．０４
３．０４
Ｔｙｐｅ模型，通过软件计算出杆件的弯矩一曲率关
系，再把曲率乘以塑性铰长度就可以得出所需的弯
矩一转角关系，即杆件的骨架曲线。ＢＲＢ杆件采用
软件中默认的ＢＲＢ单元，给定所需ＢＲＢ的承载力
ｌ一２ ３ｌｌ３．８ ２８９．６ ３．０４ ３．０４
第３５卷第１期 刘珩，等：防屈曲支撑加固混凝土框架抗震性能分析 ・２９・
加州大学一幢学生宿舍楼加固前与ＢＲＢ加固后的
线弹性分析及非线性分析，得出以下结论：（１）较其
它加固方法而言，ＢＲＢ在能提高结构抗震性能的同
时，又达到了加固后结构美观，且基本不改变采光的
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｎ Ｃｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｅｉｓｍｉｃ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ
Ｂｕｃｋｌｉｎｇ—ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ Ｂｒａｃｅ Ｍａｄｅ ｏｆ Ｃｏｍｐｏｓｅｄ Ｈｏｔ—ｒｏｉｌｅｄ
Ａｎｇｌｅ Ｓｔｅｅｌ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００８，３４（５）：４９８—５０３（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
效果。（２）采取ＢＲＢ能够提高结构的刚度，大幅度
减小楼层的总位移及层间位移角，不仅使结构的层
间位移角在中震作用下减小了１倍以上，并且使结
构的层间位移角在大震作用下仍然满足规范要求。
［４］
郎海坡．新型工字钢防屈曲耗能支撑的试验研究
［Ｄ］．北京：北京建筑工程学院，２００９
Ｌａｎｇ Ｈａｉ—ｂｏ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｏｎ Ｎｅｗ Ｒａｎｇｅ ｏｆ Ｂｕｃｋｌｉｎｇ
Ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ Ｂｒａｃｅ［Ｄ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ
Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，２００９（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
（３）在加固后的框架中，ＢＲＢ承担了绝大部分的楼
层剪力，占２／３以上。（４）在中震和大震情况下，结
构中大量ＢＲＢ屈服，结构进入非线性变形阶段，少
［５］ 刘珩，吴徽．防屈曲支撑框架的非线性性能研究
［Ａ］．第六届全国土木工程研究生学术论坛［ｃ］．
２００８
量框架梁及框架柱也出现屈服现象，但结构仍保持
良好的延性。（５）通过地震时各构件耗能情况的比
较可以看出ＢＲＢ消耗了大部分的地震能量，中震情
况下占总能量的６１％，而在大震情况下则占到总能
量的７１％，成功的完成了第一道抗震设防作用。
（６）在非线性变形过程中，ＢＲＢ在耗散大量地震能
［６］
Ｌｉｕ Ｈｅｎｇ，Ｗｕ Ｈｕｉ．Ｌｅｓｓｏｎｓ Ｌｅａｒｎｅｄ Ｆｒｏｍ Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ
Ａｎａｌｙｓｅｓ ｏｆ Ｂｕｃｋｌｉｎｇ Ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ Ｂｒａｃｅｄ Ｆｒａｍｅ［Ａ］．
Ｔｈｅ ６ｔｈ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｆｏｒｕｍ ｆｏｒ Ｇｒａｄｕａｔｅ
Ｓｔｕｄｅｎｔｓ［Ｃ］，２００８（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
Ｓａｉｆｏｌ Ｉｓｌａｍ，Ｓａｍｐｓｏｎ Ｈｕａｎｇ，Ｍａｔｔｈｅｗ Ｓｋｏｋａｎ ａｎｄ
Ｋｈａｌｅｄ Ｍｏｓｔａｆａ．Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｂａｓｅｄ Ｓｅｉｓｍｉｃ Ｒｅｔｒｏｆｉｔ ｏｆ
ａ Ｈｉｇｈ—Ｒｉｓｅ Ｔｏｗｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｂｕｃｋｌｉｎｇ Ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ Ｂｒａｃｅｄ
量的同时，其轴向变形并未超出其轴向变形的限值
要求。 ．
致谢：感谢Ｓａｉｆｕｌ／Ｂｏｕｑｕｅｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ Ｉｎｃ．的
Ｆｒａｍｅｓ［Ａ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ８ｔｈ Ｕ．Ｓ．Ｎａｔｉｏｎａｌ
Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ［Ｃ］．２００６，
Ａｐｒｉｌ １８—２２，Ｎｏ．６２８
Ｓａｍｐｓｏｎ Ｈｕａｎｇ博士为分析提供相关结构资料，使此次分析
能 面并 进行。
［７］ 蔡克铨，黄彦智，翁崇兴．双管搓屈曲制（屈曲约束）
支撑之耐震行为与应用［Ｊ］．建筑钢结构进展．２００５，
７（３）
参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）： ．
ＴＳＡＩ Ｋｅｈ—ｃｈｙｕａｎ，Ｈｕａｎｇ Ｙａｎ—ｃｈｉｎ，Ｗｅｎｇ Ｃｈｕｎｇ—
［１］ Ｓａｉｆｕ１ Ｉｓｌａｍ。ａｎｄ Ｈｕｉ Ｗｕ．Ｓｅｉｓｍｉｃ Ｒｅｔｒｏｆｉｔ ｏｆ ａ １４．
Ｓｔｏｒｙ Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｆｌｏｏｒ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｕｓｉｎｇ Ａｄｖａｎｃｅｄ
ｓｈｉｎｇ．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｓｔｅｅｌ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，２００５，７（３）
（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ［Ａ］．Ｓｅｖｅｎｔｈ
Ｕ．Ｓ．Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｅａａｈｑｕａｋｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，
［８］
Ｗａｌｔｅｒｉｏ Ａ Ｌｏｐｅｚ，Ｒａｆａｅｌ Ｓａｂｅｌｌｉ．Ｓｅｉｓｍｉｃ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ
Ｂｕｋｉｎｇ－Ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ Ｂｒａｃｅｄ Ｆｒａｍｅｓ［Ｍ］
［９］
ＣＳＩ，１９８４—２００８．ＥＴＡＢＳ ９．２．０，Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ ａｎｄ
ＥＥＲＩ［Ｃ］．Ｂｏｓｔｏｎ，Ｍａｓｓ，Ｍａｙ ３１一Ｊｕｎｅ ４，２００２
［２］ Ｓａｉｆｕｌ Ｉｓｌａｍ，Ｓａｍｐｓｏｎ Ｃ Ｈｕａｎｇ，Ｍａｔｔｈｅｗ Ｓｋｏｋａｎ ａｎｄ
Ｈｕｉ Ｗｕ．Ｓｅｉｓｍｉｃ Ｒｅｔｒｏｆｉｔ ｏｆ ａ Ｎｏｎ—ｄｕｃｔｉｌｅ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ
Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ［ＣＰ］．Ｉｎｅ，ＵＳＡ．
［１Ｏ］
ＣＳＩ，２００７．Ｐｅｒｆｏｒｍ一３Ｄ ｖ４．０．３， Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ ａｎｄ
Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｕｓｉｎｇ Ｂｕｃｋｌｉｎｇ Ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ Ｂｒａｃｅ Ｆｒａｍｅ
Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ［ＣＰ］．Ｉｎｃ，ＵＳＡ．
［１１］
ＦＥＭＡ一３５６：Ｐｒｅｓｔａｎｄａｒｄ ａｎｄ Ｃｏｍｍｅｎｔａｒｙ ｆｏｒ ｔｈｅ
（ＢＲＢＦ）［Ａ］． ＳＥＡＯＣ ２００４ ＣＯＮＶＥＮＴＩＯＮ
ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ［ｃ］．Ａｕｇｕｓｔ ２５—２８，２００４，Ｍｏｎｔｅｒｅｙ
Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ．Ｎｏ．３ １～Ｎｏ．４２
Ｓｅｉｓｍｉｃ Ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ［ｓ］．Ｆｅｄｅｒａｌ
Ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ａｇｅｎｃｙ，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ Ｄ Ｃ．
［３］ 高向宇，张惠，杜海燕，梁峰．组合热轧角钢防屈曲
支撑构造及抗震性能试验研究［Ｊ］．北京工业大学学
报，２００８，３４（５）：４９８～５０３
Ｇａｏ Ｘｉａｎｇ—ｙｕ，Ｚｈａｎｇ Ｈｕｉ，Ｄｕ Ｈａｉ—ｙａｎ，Ｌｉａｎｇ Ｆｅｎｇ．
［１２］ ＧＢ ５００１１・２００１，建筑抗震设计规范［ｓ］
ＧＢ５００１１－２００１，Ｃｏｄｅ ｆｏｒ Ｓｅｉｓｍｉｃ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ［Ｓ］
（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［作者简介］ 刘珩（１９８６～），男，江西南昌人，硕士研究生，研究方向：结构工程
2024年10月30日发(作者：福秋荷)
第３５卷第１期
２０１３年２月
工程抗震与加固改造
Ｖｏ１．３５，Ｎｏ．１
Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｒｅｔｒｏｆｉｔｔｉｎｇ
Ｆｅｂ．２０１３
［文章编号］ １００２—８４１２（２０１３）０１￣０２３－０７ ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２—８４１２．２０１３．Ｏ１．００４
防屈曲支撑加固混凝土框架抗震性能分析
刘 珩，赵 健，吴 徽（北京建筑工程学院土木与交通工程学院，北京１０００４４）
［提要］ 结合ＢＲＢ的工作原理，推导了ＢＲＢ的等效刚度，并采用Ｐｅｆｒｏｒｍ一３Ｄ软件对一幢１４层普通钢筋混凝土框架结构及
其用ＢＲＢ加固后的抗震性能进行了非线性对比分析。分析选取了７条涉及５Ｏ年设计基准期超越概率１０％和５Ｏ年设计基准
期超越概率２％的地震波，加速度调整系数根据ＦＥＭＡ３５６规范选取。通过分析研究了ＢＲＢ的耗能能力及不同楼层中ＢＲＢ的
轴向变形能力，并比较了两种结构的层间位移角值、楼层剪力、构件屈服情况等。分析结果表明，防屈曲支撑（Ｂｕｃｋｌｉｎｇ
Ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ Ｂｒａｃｅ，简称ＢＲＢ）能提高结构的刚度，具有良好的滞回性能，可以有效地耗散地震能量，能够很好地改善结构的抗震
性能及工作性能。
［关键词］ 防屈曲支撑（ＢＲＢ）；ＢＲＢ等效刚度；钢筋混凝土框架；防屈曲支撑混凝土框架；非线性分析
［中图分类号］ＴＵ７４６．３ ［文献标识码］ Ａ
Ｓｅｉｓｍｉｃ Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ＲＣ Ｆｒａｍｅ Ｒｅｔｒｏｆｉｔ ｂｙ Ｂｕｃｋｌｉｎｇ Ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ Ｂｒａｃｅ
Ｌｉｕ Ｈｅ ，Ｚｈａｏ Ｊｉａｎ， Ｈｕｉ（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ
Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，Ｂｅｑｉｎｇ １０００４４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ＢＲＢ，ｔｈｅ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｏｆ ＢＲＢ ｉｓ ｄｅｒｉｖｅｄ．Ｗｉｔｈ Ｐｅｒｆｏｍ一３ Ｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ａｎａｌｙｓｉｓ
ｏｎ ａ １４一ｓｔｏｒｙ ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｆｒａｍｅ ａｎｄ ｏｎｅ ｓａｍｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｒｅｔｒｏｆｉｔｔｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ＢＲＢ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ．Ｔｏ ｐｅｒｆｏｒｍ ｔｈｅ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ
ｔｉｍｅ ｈｉｓｔｏｒｙ ｖｅｒｉｉｆｃａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｅｓ，ａ ｓｅｔ ｏｆ ｓｅｖｅｎ ｓｅｉｓｍｉｃ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｗａｖｅｓ ａｒｅ ｒｅｑｕｉｒｅｄ ｔｏ ｐｒｏｄｕｃｅ ｓｔｒｏｎｇ ｇｒｏｕｎｄ ｓｈａｋｉｎｇ ａｔ ｔｈｅ ｂｕｉｌｄｉｎｇ
ｓｉｔｅ．ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｔｏ １０％ａｎｄ ２％ｅｘｃｅｅｄａｎｃｅ ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｉｎ ５０ ｙｅａｒｓ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ ｍｏｄｉｉｃａｔｆｉｏｎ ｆａｃｔｏｒ ｉｓ ｃｈｏｓｅｎ
ｂａｓｅｄ ｏｎ Ａｍｅｒｉｃａｎ ｃｏｄｅ ＦＥＭ３５６．Ｆｒｏｍ ａｎａｌｙｓｉｓ ｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ａｘｉａｌ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ＢＲＢ ａｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ，
ａｎｄ ｔｈｅ ｄｒｉｆｔ ｒａｔｉｏ，ｓｔｏｒｙ ｓｈｅａｒ ｆｏｒｃｅ，ｙｉｅｌｄｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｅｘｉｓｔｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗｉｔｈ ｒｅｔｒｏｆｉｔｔｅｄ ｏｎｅｓ ａｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｂｕｃｋｌｉｎｇ Ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ
Ｂｒａｃｅ（ＢＲＢ）ｈａｓ ｈｉｇｈ ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ ｐｅｒ￣ｒｍａｎｃｅ，ｃａｎ ｅｎｈａｎｃｅ ｔｈｅ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｓｅｉｓｍｉｃ ｅｎｅｒｇｙ
ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ．ＢＲＢ ｃａｎ ａｌｓｏ ｐｒｏｍｏｔｅ ｓｅｉｓｍｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｅａｓｙ ｏｆ ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅ ｆｏｒ ｒｅｔｒｏｆｉｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｂｕｃｋｌｉｎｇ ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ ｂｒａｃｅ（ＢＲＢ）；ＢＲＢ ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ；ＲＣ ｆｒａｍｅ；ＢＲＢ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｆｒａｍｅ；ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ａｎａｌｙｓｉｓ
Ｅ・ｍａｉｌ：ｌｉｕｈｅｎｇ１ ２３４５＠ｓｉｎａ．ｃｏｒｎ
１ 引言
１９９４年北岭地震和１９９５年神户地震中，大量建筑
为了减轻地震灾害，许多学者致力于提高建筑
物抗震性能的耗能阻尼器的研究 。研究结果显
示，在突发性的大地震作用下，传统框架结构很难满
足抗震的要求，需要提高建筑物的侧向刚度。通常
物遭到破坏，其中不少建筑物就使用了中心支撑，此
类建筑破坏的主要特点就是支撑发生受压屈曲。此
后，日本、美国及中国台湾的众多研究者对如何防止
支撑受压屈曲的问题展开了研究，提出防屈曲支撑
（Ｂｕｃｋｌｉｎｇ Ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ Ｂｒａｃｅ，简称ＢＲＢ）这一概念，并
得到了广泛应用。ＢＲＢ实质上就是一种新型阻尼
的做法是在框架结构中增加支撑来提高其侧向刚
度，虽然此类中心支撑能提供较大的侧向刚度，但由
于其在受压时容易屈曲的特点，降低了它耗散地震
能量的能力，使得其抗震性能达不到预期的效果。
［收稿日期］２０１２－０３－０２
器，它在解决好防止支撑受压屈曲问题的同时，使内
芯与外部钢套管分离，可以自由滑动，具有良好的抗
疲劳性能，提高了耗能能力，减小了结构震害。ＢＲＢ
按功能可分为三个单元，即：核心单元、约束单元、及
脱层单元（见图１）。传统中心支撑与ＢＲＢ在地震
［基金项目］ 建设部２００８年科学技术项目研究开发项目资助
（２００８－ｋ２－１７）
工程抗震与加固改造 ２０１３年２月
作用下变形对比见图２所示。 观，采光性能强，最后被选用（加固前、后结构见图
３、图４所示）。
无粘结材料
（脱层单元）
（ａ） （ｂ）
…土
图１ 防屈曲支撑构造示意图
Ｆｉｇ．１ Ｄｅｔａｉｌｉｎｇ ｏｆ ｂｕｃｋｌｉｎｇ ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ ｂｒａｃｅ
腓
图３加固前宿舍楼
Ｆｉｇ．３ Ｏｒｉｇｉｎａｌ ｂｕｌｉｄｉｎｇ
（ａ）传统支撑 （ｂ）防屈曲支撑
图２传统支撑与防屈曲支撑在地震作用下的对比
Ｆｉｇ．２ Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ
ｔｈｅ ｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｂｒａｃｅ ａｎｄ ＢＲＢ
目前，ＢＲＢ技术在国外的结构抗震里得到了广
泛应用，２００２年Ｓｕｉｆｕｌ公司使用独立设计的ＢＲＢ对
贝弗利威尔希尔医疗大楼进行加固，取得了很好的
效果 。在国内，一些高校和研究机构对ＢＲＢ进行
了研究和试验，２００７年北京建筑合作单位北京工业
大学高向宇等人设计出适合中国型钢的Ｔ字截面
和十字截面ＢＲＢ ，ＢＲＢ滞回曲线饱满；２００８年８
～
图４加固后宿舍楼
Ｆｉｇ．４ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｂｕｉｌｄｉｎｇ
２建立模型
２．１ ＢＲＢ等效刚度推导
ＢＲＢ作为防屈曲支撑混凝土框架（ＢＲＢ
１０月北京建筑设计研究院苗启松与北京建筑工
程学院合作，在结构实验室完成了３个全钢结构的
ＢＲＢ试件试验，优化和改进了防屈曲支撑设计 。
试验结果表明，通过解决支撑受压屈曲问题，ＢＲＢ
能够具有良好的耗能性能。
Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｆｒａｍｅ，简称ＢＲＢＣＦ）的主要耗能构件，由
不同刚度的工作段组成，如何确定ＢＲＢ的等效刚
度及如何对ＢＲＢ等效刚度进行折减将直接影响
ＢＲＢＣＦ的相关设计：是能否达成ＢＲＢ先屈服、梁
次屈服、柱最后屈服的屈服顺序，实现ＢＲＢ第一道
抗震设防的重要指标。推导出ＢＲＢ刚度折算方
但ＢＲＢ能否和框架结构良好组合，支撑本身的
滞回特性能否在框架结构中得到体现，这一新的问
题又摆在研究人员面前。本文主要针对一个实际工
法，将有利于在通用的大型计算软件中更加精确
地模拟ＢＲＢＣＦ的受力变形全过程，来指导结构设
计。
程进行非线性分析 。
该工程位于洛杉矶南加州大学。。 ，是该学校的
学生宿舍楼（见图３），始建于１９７２年，共１４层，首
如图５所示，把ＢＲＢ按刚度划分为４个区段：
梁柱交接区、连接段、过渡段、耗能段。设梁柱交接
层层高４．４７ｍ，其余层层高均为２．６７ｍ，首层长
３２ｍ，宽１９．１ｍ。结构类型为框架结构，由于此建筑
区、连接段、过渡段、耗能段分别为￡，，Ｌ ， ，Ｌ ；面
建造时间较早，结构为非延性钢筋混凝土框架，同时
采用延性很小的预应力梁，抗震性能较差。ＢＲＢ支
撑既能提供良好的抗震性能，又能减小工程内部工
作量，不打扰学生的学习和生活，且加固后效果美
积分别为Ａ ，Ａ。（近似取ＢＲＢ端头连接处的面积），
Ａ，，Ａ ；刚度分别为Ｋ ，Ｋ：， ， ，梁柱交接区刚度
无穷大Ｋ ＝∞，考虑钢材弹性模量为Ｅ。则ＢＲＢ的
等效刚度为：
第３５卷第１期
粱柱交接区
刘
连接段
珩，等：防屈曲支撑加固混凝土框架抗震性能分析
过渡段 耗能段 过渡段 连接段 粱柱交接区
图５ ＢＲＢ刚度折算示意图
Ｆｉｇ．５ ＢＲＢ Ｓｔｉｆｎｅｓｓ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｃｈａｒｔ
１
Ｋ
１
Ｋ
＋
１
Ｋ，
＋
１
Ｋ
＋
１
Ｋ ’
：
一
Ｔ
＋ ＋一Ｋ
４
＝
ＥＡ２＋
１
＋
＝
Ｋ１＋
ＥＡ２Ａ３Ａ４
Ａ２Ｌ３Ｌ４＋Ａ３Ｌ２Ｌ４＋Ａ４ ２Ｌ３
（１）
２．２线弹性模型的建立
图６原ＥＴＡＢＳ模型
Ｆｉｇ．６ Ｏｒｉｇｉｎａ ｍｏｄｅｌ
在建立非线性模型之前，为了确定加固的ＢＲＢ
框架中梁、柱尺寸及ＢＲＢ型号，根据建筑所在地的
地震分组类型和地质情况，采用ＥＴＡＢＳ建立了５０
年设计基准期超越概率１０％的反应谱函数，进行了
线弹性分析 （原框架结构模型见图６，加固后框架
结构见图７）。在建模过程中，为实现原有框架与
ＢＲＢ框架的内力传递，模拟多个刚度很大的钢销固
定在梁、柱之间，达到了良好的传力效果。
根据ＥＴＡＢＳ分析结果确定出的ＢＲＢ框架中的
图７加固后ＥＴＡＢＳ模型
Ｆｉｇ．７ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ ｍｏｄｅｌ
梁、柱及ＢＲＢ的具体尺寸和型号：
（１）框架梁：尺寸与原框架一致，采用混凝土强
度为３４．５Ｎ／ｍｍ 的普通混凝土；（２）框架柱：６３５
２．３非线性模型的建立
ｍｍ×７６２ｍｍ，采用混凝土强度为３４．５Ｎ／ｍｍ 的普
通混凝土；（３）ＢＲＢ：参数祥见表１所示。
表１ ＢＲＢ相关数据
Ｔａｂｌｅ １ ＢＲＢ ｄａｔａ
本文采用ＣＳＩ公司的Ｐｅｒｆｏｒｍ一３Ｄ １０］软件建立非
线性模型，Ｐｅｒｆｏｒｍ一３Ｄ作为专业的结构非线性分析
软件，能够给出较好的非线性分析结果（原框架结
构模型见图８，加固后框架结构模型见图９）。在建
模过程中，把楼板定义成刚性隔板，而楼板的质量与
质量惯性矩（ＭＭＩ）可根据之前的线性分析结果得
出。梁、柱则采用了ＦＥＭＡ Ｂｅａｍ／Ｃｏｌｕｍｎ，Ｃｏｎｃｒｅｔｅ
楼层 承载力理 屈服强度 中震下轴向 大震下轴向
论值（ｋＮ） （Ｎ／ｒａｍ ） 变形限值（％） 变形限值（％）
１１—１４
８一ｌ１
５—８
２～５
１０２３．１
ｌ６９０．３
２００１．７
２５３５．５
２８９．６
２８９．６
２８９．６
２８９．６
２．１２
３．０４
３．０４
３．０４
２．１２
３．０４
３．０４
３．０４
Ｔｙｐｅ模型，通过软件计算出杆件的弯矩一曲率关
系，再把曲率乘以塑性铰长度就可以得出所需的弯
矩一转角关系，即杆件的骨架曲线。ＢＲＢ杆件采用
软件中默认的ＢＲＢ单元，给定所需ＢＲＢ的承载力
ｌ一２ ３ｌｌ３．８ ２８９．６ ３．０４ ３．０４
第３５卷第１期 刘珩，等：防屈曲支撑加固混凝土框架抗震性能分析 ・２９・
加州大学一幢学生宿舍楼加固前与ＢＲＢ加固后的
线弹性分析及非线性分析，得出以下结论：（１）较其
它加固方法而言，ＢＲＢ在能提高结构抗震性能的同
时，又达到了加固后结构美观，且基本不改变采光的
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｏｎ Ｃｏｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｓｅｉｓｍｉｃ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ
Ｂｕｃｋｌｉｎｇ—ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ Ｂｒａｃｅ Ｍａｄｅ ｏｆ Ｃｏｍｐｏｓｅｄ Ｈｏｔ—ｒｏｉｌｅｄ
Ａｎｇｌｅ Ｓｔｅｅｌ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００８，３４（５）：４９８—５０３（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
效果。（２）采取ＢＲＢ能够提高结构的刚度，大幅度
减小楼层的总位移及层间位移角，不仅使结构的层
间位移角在中震作用下减小了１倍以上，并且使结
构的层间位移角在大震作用下仍然满足规范要求。
［４］
郎海坡．新型工字钢防屈曲耗能支撑的试验研究
［Ｄ］．北京：北京建筑工程学院，２００９
Ｌａｎｇ Ｈａｉ—ｂｏ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｏｎ Ｎｅｗ Ｒａｎｇｅ ｏｆ Ｂｕｃｋｌｉｎｇ
Ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ Ｂｒａｃｅ［Ｄ］．Ｂｅｉｊｉｎｇ：Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ
Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，２００９（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
（３）在加固后的框架中，ＢＲＢ承担了绝大部分的楼
层剪力，占２／３以上。（４）在中震和大震情况下，结
构中大量ＢＲＢ屈服，结构进入非线性变形阶段，少
［５］ 刘珩，吴徽．防屈曲支撑框架的非线性性能研究
［Ａ］．第六届全国土木工程研究生学术论坛［ｃ］．
２００８
量框架梁及框架柱也出现屈服现象，但结构仍保持
良好的延性。（５）通过地震时各构件耗能情况的比
较可以看出ＢＲＢ消耗了大部分的地震能量，中震情
况下占总能量的６１％，而在大震情况下则占到总能
量的７１％，成功的完成了第一道抗震设防作用。
（６）在非线性变形过程中，ＢＲＢ在耗散大量地震能
［６］
Ｌｉｕ Ｈｅｎｇ，Ｗｕ Ｈｕｉ．Ｌｅｓｓｏｎｓ Ｌｅａｒｎｅｄ Ｆｒｏｍ Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ
Ａｎａｌｙｓｅｓ ｏｆ Ｂｕｃｋｌｉｎｇ Ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ Ｂｒａｃｅｄ Ｆｒａｍｅ［Ａ］．
Ｔｈｅ ６ｔｈ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｆｏｒｕｍ ｆｏｒ Ｇｒａｄｕａｔｅ
Ｓｔｕｄｅｎｔｓ［Ｃ］，２００８（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
Ｓａｉｆｏｌ Ｉｓｌａｍ，Ｓａｍｐｓｏｎ Ｈｕａｎｇ，Ｍａｔｔｈｅｗ Ｓｋｏｋａｎ ａｎｄ
Ｋｈａｌｅｄ Ｍｏｓｔａｆａ．Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｂａｓｅｄ Ｓｅｉｓｍｉｃ Ｒｅｔｒｏｆｉｔ ｏｆ
ａ Ｈｉｇｈ—Ｒｉｓｅ Ｔｏｗｅｒ Ｕｓｉｎｇ Ｂｕｃｋｌｉｎｇ Ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ Ｂｒａｃｅｄ
量的同时，其轴向变形并未超出其轴向变形的限值
要求。 ．
致谢：感谢Ｓａｉｆｕｌ／Ｂｏｕｑｕｅｔ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ Ｉｎｃ．的
Ｆｒａｍｅｓ［Ａ］．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ８ｔｈ Ｕ．Ｓ．Ｎａｔｉｏｎａｌ
Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ［Ｃ］．２００６，
Ａｐｒｉｌ １８—２２，Ｎｏ．６２８
Ｓａｍｐｓｏｎ Ｈｕａｎｇ博士为分析提供相关结构资料，使此次分析
能 面并 进行。
［７］ 蔡克铨，黄彦智，翁崇兴．双管搓屈曲制（屈曲约束）
支撑之耐震行为与应用［Ｊ］．建筑钢结构进展．２００５，
７（３）
参考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）： ．
ＴＳＡＩ Ｋｅｈ—ｃｈｙｕａｎ，Ｈｕａｎｇ Ｙａｎ—ｃｈｉｎ，Ｗｅｎｇ Ｃｈｕｎｇ—
［１］ Ｓａｉｆｕ１ Ｉｓｌａｍ。ａｎｄ Ｈｕｉ Ｗｕ．Ｓｅｉｓｍｉｃ Ｒｅｔｒｏｆｉｔ ｏｆ ａ １４．
Ｓｔｏｒｙ Ｓｕｓｐｅｎｄｅｄ Ｆｌｏｏｒ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｕｓｉｎｇ Ａｄｖａｎｃｅｄ
ｓｈｉｎｇ．Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｓｔｅｅｌ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，２００５，７（３）
（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
Ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅｓ［Ａ］．Ｓｅｖｅｎｔｈ
Ｕ．Ｓ．Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ ｏｎ Ｅａａｈｑｕａｋｅ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，
［８］
Ｗａｌｔｅｒｉｏ Ａ Ｌｏｐｅｚ，Ｒａｆａｅｌ Ｓａｂｅｌｌｉ．Ｓｅｉｓｍｉｃ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ
Ｂｕｋｉｎｇ－Ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ Ｂｒａｃｅｄ Ｆｒａｍｅｓ［Ｍ］
［９］
ＣＳＩ，１９８４—２００８．ＥＴＡＢＳ ９．２．０，Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ ａｎｄ
ＥＥＲＩ［Ｃ］．Ｂｏｓｔｏｎ，Ｍａｓｓ，Ｍａｙ ３１一Ｊｕｎｅ ４，２００２
［２］ Ｓａｉｆｕｌ Ｉｓｌａｍ，Ｓａｍｐｓｏｎ Ｃ Ｈｕａｎｇ，Ｍａｔｔｈｅｗ Ｓｋｏｋａｎ ａｎｄ
Ｈｕｉ Ｗｕ．Ｓｅｉｓｍｉｃ Ｒｅｔｒｏｆｉｔ ｏｆ ａ Ｎｏｎ—ｄｕｃｔｉｌｅ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ
Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ［ＣＰ］．Ｉｎｅ，ＵＳＡ．
［１Ｏ］
ＣＳＩ，２００７．Ｐｅｒｆｏｒｍ一３Ｄ ｖ４．０．３， Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ ａｎｄ
Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｕｓｉｎｇ Ｂｕｃｋｌｉｎｇ Ｒｅｓｔｒａｉｎｅｄ Ｂｒａｃｅ Ｆｒａｍｅ
Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ［ＣＰ］．Ｉｎｃ，ＵＳＡ．
［１１］
ＦＥＭＡ一３５６：Ｐｒｅｓｔａｎｄａｒｄ ａｎｄ Ｃｏｍｍｅｎｔａｒｙ ｆｏｒ ｔｈｅ
（ＢＲＢＦ）［Ａ］． ＳＥＡＯＣ ２００４ ＣＯＮＶＥＮＴＩＯＮ
ＰＲＯＣＥＥＤＩＮＧＳ［ｃ］．Ａｕｇｕｓｔ ２５—２８，２００４，Ｍｏｎｔｅｒｅｙ
Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ．Ｎｏ．３ １～Ｎｏ．４２
Ｓｅｉｓｍｉｃ Ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ ｏｆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇｓ［ｓ］．Ｆｅｄｅｒａｌ
Ｅｍｅｒｇｅｎｃｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ａｇｅｎｃｙ，Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ Ｄ Ｃ．
［３］ 高向宇，张惠，杜海燕，梁峰．组合热轧角钢防屈曲
支撑构造及抗震性能试验研究［Ｊ］．北京工业大学学
报，２００８，３４（５）：４９８～５０３
Ｇａｏ Ｘｉａｎｇ—ｙｕ，Ｚｈａｎｇ Ｈｕｉ，Ｄｕ Ｈａｉ—ｙａｎ，Ｌｉａｎｇ Ｆｅｎｇ．
［１２］ ＧＢ ５００１１・２００１，建筑抗震设计规范［ｓ］
ＧＢ５００１１－２００１，Ｃｏｄｅ ｆｏｒ Ｓｅｉｓｍｉｃ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ［Ｓ］
（ｉｎ Ｃｈｉｎｅｓｅ）
［作者简介］ 刘珩（１９８６～），男，江西南昌人，硕士研究生，研究方向：结构工程