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按照美标进行BRB设计

屈曲约束支撑（BRB）的核心机制在于轴向屈服耗能。与受压易失稳的普通中心支撑不同，BRB 依靠外部套管约束钢芯，使其在拉、压状态下均能实现稳定屈服，极大提升了结构在往复荷载下的耗能能力。

在最新版本RFEM6中，BRB现已作为独立的杆件类型内置在程序中。工程师可直接调用标准化产品截面，自定义刚度和强度调整参数，并在钢结构设计模块中按 AISC 341-22 规范完成抗震验算。

BRB的工作原理

屈曲约束支撑通常由承担轴向作用的钢芯和外围约束单元组成。钢芯可采用平板、十字形等截面形式，外部则通常设置由混凝土填充的方形或圆形空心钢管套管。与普通支撑不同，BRB 通过外围套管约束钢芯的横向变形，降低钢芯受压时发生整体屈曲的可能，使钢芯能够在受拉和受压状态下均通过轴向屈服发挥耗能作用。因此，在结构分析中，除了钢芯本身的截面和材料强度外，还需要考虑 BRB 实际构造对轴向刚度以及拉、压方向承载力的影响。

RFEM建模

在 RFEM 6 中，可以直接为杆件指定“屈曲约束支撑”杆件类型，如下图所示。此后您可以进一步指定 BRB 对应的截面和材料参数，并将其用于后续的抗震分析与设计。

RFEM 6 的截面库中提供了标准化 BRB 截面和组合式 BRB 截面两种形式，如下图所示。对于大多数常规工程应用，可以直接采用标准化 BRB 截面；如果需要根据具体产品或项目要求建立不同的钢芯及外围构造，也可以采用组合式截面进行定义。

对于标准化截面，截面库中已经提供制造商 CoreBrace 的产品数据。调用此类截面时，可将截面库中的区域设置为“--”或“全部”，随后在材料类型中选择“屈曲约束支撑”，即可筛选相应的 BRB 截面，如下图所示。

在材料中选择 BRB 类型后，还可以进一步定义与屈曲约束支撑力学性能相关的修正参数：

• • 刚度修正系数 ：用于考虑实际 BRB 轴向刚度相对于仅按钢芯屈服段计算所得刚度的增加。根据 AISC Seismic Design Manual 第 5.5 节，该系数与支撑承载力、框架几何条件以及连接构造有关，例如支撑采用螺栓连接、焊接连接或销轴连接时，其有效长度和端部构造均可能不同，从而影响 BRB 的整体轴向刚度。
• • 受压强度调整系数 ：用于考虑 BRB 受压方向承载力可能高于受拉方向承载力的特性。按照 AISC 341 第 F4.2b 节，实际 BRB 在循环受力过程中，其受压响应与受拉响应并不完全对称。外围约束体系、钢芯横向膨胀以及钢芯与约束单元之间的相互作用，都可能使支撑受压时产生高于受拉方向的轴向力。
• • 应变硬化调整系数 ：用于考虑钢芯进入屈服阶段以后，由材料应变硬化产生的承载力增加。钢芯达到屈服并不意味着其轴向作用保持恒定。随着塑性应变继续发展，钢材可能出现一定程度的应变硬化，使 BRB 实际能够达到的轴向力高于初始屈服时对应的作用。

这些参数与具体产品的试验结果和构造形式密切相关，因此通常由 BRB 制造商提供。

在方案设计或初步设计阶段，如果尚未确定最终的 BRB 产品，也可以采用制造商提供的设计辅助工具对这些参数进行初步估算。例如，部分制造商会根据支撑吨位、框架几何尺寸以及螺栓、焊接或销轴等连接形式给出相应的刚度修正参数。

规范校核

完成 BRB 的杆件、截面和材料定义后，可以进一步在钢结构设计模块中进行屈曲约束支撑框架(BRBF)的抗震设计。

在钢结构设计模块中，通过新建“抗震配置”，并选择相应的抗震结构体系（SFRS）框架类型和构件类型，即可将构件定义为 BRBF 体系中的屈曲约束支撑:

完成计算后，钢芯的设计轴向承载力可以直接在钢结构设计结果表中查看，通过该结果，可以检查 BRB 钢芯在相应设计工况下的承载能力。

除支撑自身的设计结果外，RFEM 还会在“抗震要求”结果表中给出经过调整后的支撑强度。这部分结果主要用于 BRB 连接节点以及相邻构件的设计。