双层斜开槽钢板剪力墙抗震性能及抗剪承载力计算方法

提出一种由两片内填薄钢板组成的新型双向斜开槽钢板剪力墙。每片钢板开设与柱中心线呈45°角的系列斜槽并反向布置,两片钢板通过橡胶层粘接。在往复水平荷载作用下,双层斜开槽钢板中总有一层钢板其斜向板带处于受拉状态,因此,剪力墙系统表现出稳定的滞回性能,同时受拉板带为另一层钢板中受压板带提供面外支撑,显著提高了受压钢板的屈曲承载力,形成自防屈曲机制。通过有限元方法研究了高厚比、斜槽宽度及板带宽度对双向斜开槽钢板剪力墙抗剪承载力的影响。根据开斜槽钢板剪力墙的承载机制,理论推导了双层斜开槽钢板剪力墙承载力的计算公式,并以2 000mm×2 000mm钢板剪力墙为例,对其有限元模拟方法进行了验证。最后给出了双层斜开槽钢板剪力墙的设计建议:斜槽宽度40mm、板带宽度200mm的双层斜开槽钢板剪力墙的抗剪承载力可采用简化计算公式乘以放大系数1. 24来计算。     

环向预应力三重钢管防屈曲支撑受力性能研究

提出了一种具有环向预应力的三重钢管防屈曲支撑(three-tube buckling-restrained brace,TTBRB)。该防屈曲支撑由位于中间层提供轴向刚度和承载力并耗散地震能量的芯材钢管,以及分别位于芯材外部和内部限制芯材整体屈曲和局部屈曲的外套管和内套管等3部分组成。内、外套管与芯材钢管之间设置高分子聚乙烯材料制作的减摩层,以减小芯材轴向变形过程中内、外套管与芯材之间的摩擦力。相比用实心截面芯材的传统防屈曲支撑,用空心圆管作为芯材具有更大的回转半径;且取消了混凝土类填充材料,大幅度降低支撑自重,及混凝土损伤导致的耗能能力削弱。内、外套管能够限制芯材钢管的整体屈曲和局部屈曲,并可通过装配应力的方式对芯材钢管施加环向预应力,从而可改变芯材钢管的受拉或受压屈服强度。采用验证的有限元模型研究了内、外套管与芯材钢管之间的间隙和芯材钢管内环向预应力大小对TTBRB滞回性能的影响。分析结果表明,间隙较小时,芯材在轴力作用下的环向变形受到内、外套管的限制而产生环向应力,进一步施加环向预应力后,TTBRB的轴向拉压强度显著改变。仅外套管与芯材套管之间存在间隙时,TTBRB在受拉时可提前屈服,在受压时屈服强度不受影响,应作为三重钢管防屈曲支撑优先采用的方案。     

火灾下防屈曲支撑最小填充层厚度简化计算方法

为防止火灾下防屈曲支撑的抗震性能降低,需确保在给定的耐火时间内,防屈曲支撑的芯材温度不高于临界温度和防屈曲支撑的弯曲刚度不低于最小需求刚度。通过增加防屈曲支撑填充层厚度,一方面可以降低火灾下支撑芯材的温度,另一方面可以增加火灾下防屈曲支撑的刚度。通过对芯材截面形状为十字形的防屈曲支撑火灾升温的有限元分析,研究了填充层厚度对支撑芯材温度和火灾下支撑刚度的影响。随着填充层厚度的增大,芯材温度降低,支撑刚度增大。根据火灾下防屈曲支撑强度和刚度均不降低的条件,给出了填充层最小厚度和防屈曲支撑套管最小尺寸的简化计算方法,并通过算例介绍了防屈曲支撑的抗火设计方法。