防屈曲支撑加固混凝土框架设计研究

防屈曲支撑具有普通支撑和耗能元件的双重特点,分析了采用防屈曲支撑加固混凝土框架的特点。同时结合实际工程,从需求分析、支撑的布置和选择、试验构件的性能鉴定、抗震加固前后结果对比这4个方面阐述这种抗震加固方法在工程中的应用。结果表明,通过合理选择防屈曲支撑的布置方案和性能参数,能够实现防屈曲支撑不同阶段的工作状态,确保了防屈曲支撑耗能,从而达到保护主体构件的加固目标。     

防屈曲耗能支撑研究与应用综述

介绍了防屈曲耗能构件的构成以及其发展过程,阐述了防屈曲耗能支撑构件三种主要类型的截面形式,并对比分析了不同类别的防屈曲构件优缺点,介绍了防屈曲耗能支撑所具有的主要性能及其在实际工程的应用效果,最后对防屈曲耗能支撑今后需要进一步研究的重点进行了说明。     

应用防屈曲耗能支撑进行抗震加固的研究与应用

防屈曲耗能支撑作为一种具有应用前景的耗能减震构件,克服了传统支撑受压屈曲的缺点,地震时具有良好的耗能能力和延性。本文阐述了防屈曲耗能支撑的原理,介绍了其类型、性能以及应用防屈曲耗能支撑进行抗震加固的设计方法,给出了防屈曲耗能支撑在结构加固中应用的典型实例,提出了防屈曲耗能支撑应用于加固工程领域中需加强研究的一些问题。     

防屈曲耗能支撑的发展状况

防屈曲支撑是一种良好的耗能减震构件,目前已经得到了实际应用。本文在前人已有的大量试验和研究成果的基础上,综述了防屈曲耗能支撑在国内外的发展和应用现状。分析了已有防屈曲支撑的优点和缺点,并针对已有防屈曲耗能支撑产品的不足,提出了需要进一步研究的问题。     

防屈曲支撑在钢框架中的减震性能分析

目前国内外对防屈曲支撑单构件的研究相对较多且较为成熟,而对于加入防屈曲支撑而形成的整体结构的工作性能、耗能能力、协同工作性能等研究相对较为缺乏.本文就一工程实例,采用SAP2000有限元软件对纯钢框架、普通支撑框架和防屈曲支撑框架进行弹塑性动力分析加以对比,研究了防屈曲支撑框架与其它形式框架的抗震性能.结果表明:防屈曲支撑框架的耗能性能是纯框架的1.3倍,是普通支撑框架的1.17倍,底层防屈曲支撑的滞回性能明显优于顶层的支撑.因此在实际工程设计中,宜优先采用底部布置防屈曲支撑,顶部1-2层采用普通支撑的形式.     

防屈曲支撑在高烈度区钢筋混凝土框架中的优化设计

防屈曲耗能支撑作为一种当今具有很大应用前景的耗能减震构件,其显著的特点是能够提供比较大的初始刚度,同时又能在屈服后具有良好的耗能能力。以一简单钢筋混凝土框架为算例,选取多个防屈曲耗能支撑的参数,以动力时程分析方法为基础,对防屈曲耗能支撑的布置位置及其性能参数进行对比分析;提出优化设计方法;将分析的结论应用于某8度区的实际项目,获得了良好的经济效果。     

防屈曲耗能支撑在房屋加层加固中的应用

防屈曲耗能支撑具有良好的滞回性能,是一种具有广阔应用前景的耗能减震构件,在实际工程得到广泛应用。结合工程实例,阐述防屈曲耗能支撑在房屋加层加固中的应用,比较了加层后的整体结构在设置防屈曲耗能支撑前后的整体性能参数指标变化。结果表明采用防屈曲耗能支撑加固,在改善抗震性能方面取得了良好的效果。     

限制屈曲支撑的动力性能分析

指出限制屈曲支撑（BRB）作为一种机敏的新型耗能抗震构件，地震时具有很好的耗能能力和延性，介绍了限制屈曲支撑的发展、基本构成和工作机理，综合分析了限制屈曲支撑框架的地震动力性能，从而推广限制屈曲支撑的应用。     

带防屈曲支撑的钢框架减震分析

防屈曲支撑既能提供侧向刚度,又可以增加结构的耗能,作为一种优良的耗能构件被广泛应用于建筑结构振动控制。文中采用有限元软件OpenSEES分析了防屈曲支撑在钢框架结构中的减震效果。研究表明,增设防屈曲支撑可有效减小结构位移,提高结构的抗震能力,但应注意与防屈曲支撑相邻构件的设计。     

装配式防屈曲支撑构件及框架设计理论

防屈曲构件作为一种性能优越的消能减震构件,在很多国家得到广泛应用。一种新型的装配式防屈曲支撑构件,解决了传统防屈曲支撑由混凝土外围约束构件所导致的加工精度控制困难及湿作业等诸多问题,而且现场组装更加快捷。提出了多种创新型的装配式防屈曲支撑构件形式,其外围约束构件多采用常用型钢或钢板组合而成,外围多个约束构件之间通过螺栓连接并形成捆绑作用。这种装配式防屈曲支撑的设计除了满足一般防屈曲支撑构件的约束比限值要求外,还要对外围约束构件间的"捆绑作用"进行计算以设计螺栓连接,保证多个外围约束构件满足变形协调而作为一个整体构件参与工作。还对一种由防屈曲支撑衍生出的屈曲延迟性构件的计算方法进行了介绍,其在加固改造工程中有很大应用空间。最后对防屈曲支撑框架的抗震性能与设计理论进行了探讨,并对未来研究工作进行了展望。     

防压曲支撑构造技术及应用展望

防压曲支撑作为一种新型的耗能减震构件,抑制了普通的支撑的压曲现象,能更多地吸收和耗散地震输入给结构的能量,提高了框架的抗震性能和能力.框架-防压曲支撑体系目前在美国、日本和中国台湾地区应用比较广泛,在中国大陆的工程应用较少.讨论了防压曲支撑的构造技术,介绍了防压曲支撑的研究与应用现状,展望了应用前景并提出了若干意见.     

含有屈曲约束支撑平面框架的抗震性能试验研究

为了研究含有屈曲约束支撑结构的抗震性能,对含有屈曲约束支撑和普通支撑的平面框架进行了试验研究。结合试件破坏现象及试验结果,对屈曲约束支撑的力学性能、破坏机理以及作用效果进行了分析探讨。同时,还对试验过程进行了数值模拟分析。试验及理论分析结果表明:与含普通支撑框架相比,含屈曲约束支撑的框架在提高承载力的同时,还具有更稳定的耗能能力;经过适当的设计,可以使屈曲约束支撑先于主体结构进入弹塑性状态,提高结构的抗震性能。     

耗能减震支撑体系研究及其在世博中心工程中的应用

结合世博中心工程,对防屈曲耗能支撑（BRB）体系的设计关键问题进行研究,包括结构抗震性能目标、BRB布置、BRB的节点设计、BRB产品验收标准等。对世博中心工程中采用的BRB进行足尺试验,试验结果表明：BRB具有较好的滞回性能,满足产品验收标准。BRB的承载力因应变强化和受压而提高,而且不同厂家的产品性能有一定差别,制订统一的产品验收标准是必要的。对耗能减震支撑结构进行静力弹塑性分析和弹塑性动力时程分析,追踪地震作用下结构的受力和变形发展过程,验证中震和大震作用下结构的抗震性能,满足结构抗震性能目标的要求。两种弹塑性分析结果均表明,合理布置BRB,在罕遇地震作用下可使BRB同步屈曲,整体结构具有较好的抗震性能。     

一种新型屈曲约束支撑的研制与试验研究

屈曲约束支撑由于具有受压不会屈曲失稳的性质,与含有普通支撑的框架相比,含有屈曲约束支撑的框架具有更好的耗能作用。然而常规屈曲约束支撑的芯材和无粘结材料往往采用特殊材料制成,加工制作成本较高,不利于工程推广使用。为了避免常规屈曲约束支撑存在的上述缺陷,自主研制开发了一种带有缝隙和防滑凸起的新型屈曲约束支撑。着重介绍了这种新型屈曲约束支撑的构造和特点,并对6个支撑试件进行了包括标准加载和循环加载在内的低周反复加载试验。结合试验现象,分析、探讨了支撑的破坏机理。对这种屈曲约束支撑的弹性刚度、塑性刚度、屈服荷载和屈服位移等力学指标进行了测定,并将测定结果与基于双线性模型计算出的理论值进行了比较;同时参照我国规范和FEMA356,探讨了这种屈曲约束支撑的耗能能力。试验结果表明,这种新型屈曲约束支撑各项力学指标实测值与理论值符合较好,耗能能力稳定,满足国内外规范的要求,达到了工程应用的标准。     

基于能量平衡的梁柱刚接防屈曲支撑钢框架设计方法

针对梁柱刚接的防屈曲支撑钢框架,根据能量平衡的概念提出基于能量的抗震设计方法,使结构在罕遇地震作用下满足给定的目标位移。设计方法以钢框架与防屈曲支撑在目标位移下耗散的能量之和等于地震输入能量为准则进行能量分配。地震输入能量以原钢框架的地震输入能量为基准,计入结构周期和延性变化的影响进行调整后得到,并以结构在位移幅值下循环1周耗能作为总耗能。建立防屈曲支撑的耗能需求曲线和目标位移下的耗能能力曲线,求得防屈曲支撑的截面面积。应用此方法设计3跨5层的防屈曲支撑钢框架结构,采用ANSYS软件建立有限元模型,对所设计的钢框架结构进行罕遇地震作用下的时程分析,结果表明：应用此方法设计的梁柱刚接防屈曲支撑框架在地震作用下最大层间位移角与给定的设计目标较为一致,所设计的结构安全可靠。     

不同刚度比下防屈曲支撑钢筋混凝土框架抗震性能试验研究

为研究不同刚度比防屈曲支撑(buckling-restrained brace,BRB)钢筋混凝土框架的抗震性能,设计并制作了3榀BRB水平刚度与主体框架抗侧刚度比值分别为3、5、7的减震框架,通过低周往复荷载试验,对比研究其耗能减震能力、破坏形态、BRB连接节点及节点板性能、BRB转动变形性能、BRB端部附加弯矩产生机制等,探讨与BRB连接的梁、柱构件设计方法。研究结果表明：3榀框架滞回曲线饱满,耗能能力稳定,随着刚度比的增加,屈服荷载及极限荷载提高,BRB连接节点破坏越严重;BRB连接节点板的存在使框架柱塑性铰位置由柱端移至节点板趾部附近区域;水平荷载作用下,各框架中BRB端部由于转动变形产生附加弯矩,转动变形与层间位移角近似呈线性变化关系;加强消能子结构的延性构造措施是实现大变形下BRB充分耗能的有效途径。     

国内外防屈曲支撑的研究进展

防屈曲支撑作为一种新型消能构件,克服了传统支撑受压屈曲、无法充分发挥材料受压阶段的塑性滞回耗能功用的缺点,具有工作原理简单、明确、消能效果好等特点,是一种十分有应用前景的结构消能构件。本文主要介绍国内外防屈曲支撑的研究进展,重点从防屈曲支撑的工作原理与构成,其构件、组件、结构体系等层面进行论述。     

屈曲约束支撑和普通支撑的混合布置研究

为了满足降低造价的需求,通过算例分析考察了屈曲约束支撑和普通支撑混合布置方式的经济性和结构合理性。针对一个八层典型学校建筑,设计了20个结构方案,其中采用了抗弯框架、中心支撑框架、屈曲约束支撑框架和下部楼层屈曲约束支撑、上部楼层普通支撑的混合框架等四种结构体系。比较了这些方案的结构综合造价以及由弹塑性时程分析得到的强震反应,结果表明:屈曲约束支撑框架和混合框架在7度以上烈度地区比抗弯框架和中心支撑框架更经济;对于混合布置方案,地震烈度越高,更多楼层安装屈曲约束支撑将更经济;在混合布置方案中,上部楼层的普通支撑可能加大下部楼层的柱轴力,使其过早破坏,因而这些柱的截面有必要适当加大;合理设计的混合布置方案与屈曲约束支撑框架在抗震性能上相接近。     

双管式挫屈束制(屈曲约束)支撑之耐震行为与应用

挫屈束制(屈曲约束)支撑一般是由十字型或一字型钢板构成之核心单元加上钢管混凝土构成之束制(约束)单元所组成。由于单核心断面之挫屈束制支撑在与构架接合时每一端需使用八片续接板及两套的螺栓，造成接合部分较长且易发生挫屈(屈曲)，为了改善此种挫屈束制支撑与接合，相关研究已发展出以双T型核心配双钢管或双钢板核心配双钢管而组成之双钢管型挫屈束制支撑构件，并已成功地在台大完成一系列之试验，本研究进一步针对大尺寸之单层挫屈束制支撑构架进行试验。研究目的包括：(1)探讨支撑具不同核心长度比例构架之试验与解析行为；(2)研究挫屈束制支撑核心应变与楼层侧位移角之关系；(3)提供含挫屈束制支撑构架之分析与设计建议。由i组V型双钢板双钢管挫屈束制支撑构架之试验显示，支撑核心之极限应变可利用楼层的最大侧位移角需求，以简单的几何关系及支撑核心长度与工作点间长度之比值计算而得，试验结果亦显示，在构架产生最大侧位移角时支撑之核心拉应变会大于相邻支撑之核心压应变，显示两相邻支撑之轴拉力与轴压力在试体巾有互相平衡之趋势，而不会发生最大轴压力显著大于最大轴拉力的现象。     

屈曲约束支撑与钢框架节点板连接的抗震性能#br# 试验与分析研究

屈曲约束支撑作为耗能减震构件,其与钢框架连接形成屈曲约束支撑钢框架结构体系。然而目前对于屈曲约束支撑与节点板不同连接形式的抗震性能和破坏模式尚缺乏研究。为了获悉不同连接形式对屈曲约束支撑钢框架结构抗震性能和破坏机理的影响,进行5榀屈曲约束支撑与钢框架节点板连接试件的水平低周往复荷载试验,观察试验现象和破坏特征,考察屈曲约束支撑与节点板两端采用销轴连接、螺栓连接、焊接连接和混合连接对钢结构抗震性能的影响,研究屈曲约束支撑与钢框架节点板连接试件的滞回曲线、骨架曲线、延性系数、刚度退化、耗能能力等抗震性能指标,探讨屈曲约束支撑与钢框架节点板转动变形和关键部位的应变规律,分析结构的破坏模式和各构件屈服顺序。结果表明：屈曲约束支撑的芯板先于梁、柱和节点板屈服,试件滞回曲线饱满,表现出良好的抗震性能和延性。文章研究成果以期为屈曲约束支撑钢框架结构设计和应用提供科学依据。