摘要：屈曲约束支撑也称为防屈曲支撑或BRB，是一种新的消能减震元件。防屈曲支撑具有变形能力强、滞回性好、成本低等优点，其能提高结构刚度。粘滞阻尼器是一种成熟的阻尼器和速度相关消能元件，其研发应用对建筑结构安全具有重要意义。
关键词：屈曲约束支撑;阻尼器;建筑结构;减震
在自然灾害中，地震灾害引起的危害更为严重。就地震对人造成的损害，主要是因地震可能造成建筑工程严重破坏或倒塌，导致大量人员伤亡。目前因地震灾害预测准确性不高，在抗震减灾中，保证建筑工程抗震性能的有效提高是最有效方法。这种方法能有效减少地震造成的人员伤亡与经济损失，这在以往地震灾害防治中已得到证实。为保证建筑工程在地震作用下的良好稳定性，建筑工程的抗震设计应结合其实际情况与标准规范要求进行。
一、建筑结构耗能减震设计
1、吸震耗能设计。其主要在建筑主体结构上安装特殊附加结构（如液压减震器、弹簧减震器等），地震时，这些吸震器会运动并吸收大量振动能量，从而降低建筑主体结构振动效应。另一种方法是在筒中筒结构楼板和内筒壁间设置分缝（也可设置类似液压减震器设施），内外筒形成动接触系统，振动时通过两部分的微碰撞相互吸能，以降低整个建筑结构地震反应。
2、阻震设计。在建筑结构某些连接或构件上安装一定数量的阻尼器，这些阻尼器的大阻尼力减小建筑结构振动响应。若阻尼器性能可靠，则结构减震效果稳定可靠。主要方案为：①高层框架核心筒连接处用弹簧钢杆摩擦减振器及砂质减振器;②在结构抗震缝、伸缩缝或沉降缝处设置扭转梁阻尼器或擠压铅阻尼器;③耗能横缝填充墙：主要在填充墙上设置耗能横，墙体左右与框架柱脱开，下部与框架固接，上部通过耗能器经水平耗能缝与框架连接。
3、隔震设计。该方法是我国研究最多的方法之一，其基本原理是在具有强烈地震作用传递路线上设隔震层，以中断或减少经隔震层传递给结构的地震作用。这种设计方法通常伴随阻震设计，原因是隔震层还设有特殊阻尼材料。
二、抗震加固技术
1、屈曲约束支撑加固技术。该抗震加固技术主要应用于屈曲约束支撑构件，属于耗能型构件，当构件受地震灾害影响时，其轴向应力将转移到结构中心的芯材上，在轴向力作用下发生屈服反应，这样就消耗了冲击带来的能量，在外部结构的钢管和套管中浇筑的混凝土结构可保证芯材在弯曲中受到一定约束，防止其在较高压力下失稳。由于基本不存在受压失稳问题，所以该结构用于支撑建筑工程时，所需面积比钢结构小，能有效降低地震对建筑工程的破坏作用。
2、粘滞阻尼器加固技术。这种抗震加固技术主要应用于粘滞阻尼器元件，也属于耗能型元件。该元件通常由缸筒结构、活塞结构、阻尼孔结构、粘滞材料等不同部件组成。其借助活塞结构和缸筒结构的相对运动来工作，在这一运动中，会形成一定压差，由于压力作用，缸筒内所含的粘滞材料会从阻尼孔结构中流出，形成一定的阻尼效果，能量被粘滞材料流动和阻尼作用消耗。线性阻尼装置的阻尼效果与速度成正比，在相对低等级地震灾害情况下，其阻尼效应相对较小，而在相对高等级地震情况下，其阻尼效应相对较大。对于非线性阻尼器装置，其阻尼效应在相对低等级地震灾害下较大，在相对高等级地震情况下阻尼作用不会线性增加。从目前实际应用效果来看，非线性阻尼装置的应用效果较好。其能抵抗地震灾害，又能有效抗风，能更好地保护建筑工程。
3、隔震层加固技术。隔震层是在建筑工程结构中增加相应的隔震支座结构和阻尼结构等，构建具有一定复位性能的隔震层结构，这样能保证建筑工程在地震作用下的自振周期得以延长，从而有效削弱地震冲击传递给建筑工程上部结构的地震冲击，确保建筑工程抗震性能得到有效提高。对于一些低层建筑工程，如食堂建筑结构，这些结构的高宽比一般不超过4，且在变形过中大多为剪切变形，建筑工程整体刚度值较大，建筑工程自振周期较短，易受地震灾害影响。增设隔震层结构后，可保证建筑工程自振周期增加，从而进一步削弱建筑工程上部结构在地震作用下的加速度反应，以增加结构阻尼，达到有效的抗震效果。
三、抗震加固技术在工程中的应用现状
当前，我国几乎所有建筑工程在设计和施工中都开始采用不同类型的抗震加固技术，其中大多数仅采用一种抗震加固技术。然而，采用屈曲约束支撑加固技术及粘滞阻尼器装置加固技术进行联合抗震设计的建筑工程相对较少。采用屈曲约束支撑加固技术时，由于屈曲约束支撑结构属于位移型阻尼装置，当发生较小地震时，屈曲约束支撑结构处于弹性状态，不能有效发挥减震作用，但能保证建筑工程侧向刚度得到提高，从而减小建筑工程位移。在地震灾害等级高情况下，屈曲约束支撑结构能发挥较大减震作用。粘滞阻尼器装置属于速度型阻尼装置，在建筑结构遭受低等级地震灾害时能起到有效减震作用，在建筑结构遭受较大地震灾害时也能起到较大减震作用。然而，粘滞阻尼装置并不能保证建筑工程的侧向静刚度得到提高。若仅使用粘滞阻尼器装置来控制建筑工程位移，通常需设置相对较多的粘滞阻尼器装置，这将增加建筑工程总体成本。
因此，屈曲约束支撑加固技术和粘滞阻尼加固技术的应用，能保证建筑工程无论在何种等级地震强度下都能发挥良好的抗震效果，还能有效提高建筑工程侧向刚度，满足结构位移要求，保证建筑工程具有较好的抗震性能。在采用隔震层结构时，要求有一个较优良的初始刚度值，以确保建筑工程在风荷载和其他水平荷载影响下不会出现较大位移问题，确保建筑工程能满足正常使用需求。对于其上部结构，要求适当降低隔震层结构刚度值，以确保在遭遇地震灾害时，能降低建筑工程上部结构加速度值，从而确保建筑工程更加稳定。
四、屈曲约束支撑和阻尼器实际应用效果
1、建筑工程概况。某建筑工程结构属于钢筋混凝土结构，层数为12层，南北方向对应宽度值为15～18m，东西方向对应宽度值为57～64m，整体形状为圆弧，南北方向设置的柱结构间距值在3～5m范围内，东西方向设置的柱结构间距值为7.1～8m。建筑工程所在区域属于7度设防区，根据我国相关标准规范规定，为确保建筑工程具有更好的抗震性能，在设计和施工中，要求按8度设防区标准设计，因而在实际设计和施工中采用了联合抗震加固技术。
2、屈曲约束支撑与阻尼器联合抗震加固方案设计。若仅采用以前的抗震加固技术，则要求在建筑结构中设置剪力墙结构，同时还需进一步加固梁柱结构，增加其截面面积，这不仅会影响建筑工程整体使用功能，而且会使建筑工程整体成本较高。因此，在设计和施工中采用了屈曲约束支撑及阻尼器抗震加固技术。在建筑结构的四角增加X、Y方向的屈曲约束支撑结构，一共设置140根，在不同层结构增加粘滞阻尼装置。阻尼装置的阻尼系数为70kN（s/mm）0.3，阻尼指数为0.3，预计阻尼力为600kN，阻尼装置总数为30套。
3、屈曲约束支撑与阻尼器联合抗震加固方案应用效果。对采用屈曲约束支撑与阻尼器联合抗震加固方案设计后的建筑工程进行Midas Gen仿真分析。通过分析得知，在小震作用下，设置屈曲约束支撑结构，可保证建筑工程层间位移角控制在1/800以内，满足规范要求，同时增加了粘滞阻尼器装置，进一步保证建筑结构层间位移角的减小，从而保证建筑结构在小震条件下满足抗震标准要求。
参考文献
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[2]李璐.屈曲约束支撑和阻尼器在建筑结构中减震效果分析[J].山西建筑，2019（07）.