防屈曲支撑框架设计方法研究

采用数值手段,研究了防屈曲支撑框架和普通中心支撑框架在性能上的差异。基于弹塑性时程分析,由大量防屈曲支撑框架算例,建立支撑框架结构在大震下的层间位移角最大值随抗侧刚度比k变化的关系曲线,按照大震不倒的要求,获得k值的合理取值范围。分别对不同k值下支撑框架结构的设计进行研究,得到相应k值下允许设计的最弱框架(即框架设计的临界点),供结构设计参考。     

装配式防屈曲支撑设计理论的研究进展

介绍了近年来各国学者提出的几种装配式防屈曲支撑形式;在此基础上,阐述了内核构件与外围约束构件的相互作用机理,外围约束构件刚度折减等装配式防屈曲支撑设计理论问题;讨论了保证外围约束构件整体工作对螺栓强度和螺栓间距的要求;最后对防屈曲支撑框架节点性能的研究现状进行了总结.     

防屈曲支撑框架体系按延性方法设计探讨

简要介绍了防屈曲支撑框架结构的概念、受力原理、特点、形式,收集和整理了结构延性设计的具体方法,介绍了结构体系延性调整系数YRS,以及延性设计方法对梁柱节点、构件截面宽厚比、长细比以及层问位移的要求.     

型钢组合装配式防屈曲支撑性能及设计方法研究

在总结现有防屈曲支撑的截面形式、构成特点以及设计理论的基础上,提出了一种新型的防屈曲耗能支撑,即型钢组合装配式防屈曲支撑。介绍了这种新型防屈曲支撑的截面形式以及连接构造,并对其基本性能和设计方法进行了研究,提出了有效约束比的确定方法、外围约束构件螺栓强度验算方法和间距控制原则、内核与外围之间空隙的控制要求。     

防屈曲支撑框架体系按延性方法设计与按现行规范设计对比

简要介绍了我国抗震设计方法的历史沿革、结构延性设计的基本理念以及必要性,介绍了防屈曲支撑框架结构的概念、受力原理。引入了结构体系延性调整系数γRS,介绍了延性设计方法对梁柱节点、构件截面宽厚比、长细比以及层间位移的要求。本文主要是为了得到在抗震设计中采用本文方法设计工程项目时的经济指标,因此工作重点放在按照延性设计方法设计实际工程以及与按现行规范设计的比较中。论文给出了13层试设计算例设计对比。利用MTS软件分别按延性设计方法以及按现行规范对一个13层防屈曲支撑框架结构算例进行试设计,对按两种方法进行设计得出的各个结果进行对比,讨论按延性设计方法设计结构的优越性。     

防屈曲支撑混凝土框架抗震性能非线性有限元分析

基于非线性有限元软件ABAQUS,对设置防屈曲支撑的混凝土框架在单向水平荷载作用下的骨架曲线进行了非线性有限元模拟分析,并与试验结果进行了对比。分析过程中混凝土采用损伤塑性模型,钢材采用硬化弹塑性模型,采用位移增量法进行控制加载。在试验基础上进行的非线性有限元分析,分析了结构内部受力过程、内力分配及重分配规律、改进内部配置、优化结构设计,可为进一步研发、改进内部构造提供模型基础等,弥补了试验试件不能过多,应变片被损坏等不理想情况。     

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。     

用可靠度理论确定屈曲约束支撑钢框架的设计原则

根据同济大学采用国产低碳钢Q195、Q235与宝钢新开发的低屈服点钢BLY160、BLY225研制的两种型号屈曲约束支撑(TJ-I型与TJ-II型)的大量试验结果,应用统计分析与可靠度理论,确定了屈曲约束支撑钢框架的设计原则。给出了具有明确概率意义的,在使屈曲约束支撑达到其极限承载力的外荷载下,框架柱、梁的内力与其设计承载力的比例极限。可保证在罕遇地震作用下,屈曲约束支撑能充分发挥其抗震耗能作用,同时框架柱、梁的可靠度指标β分别不低于3.2与2.7,为国产屈曲约束支撑在抗震工程中的应用提供参考。     

防屈曲支撑加固混凝土框架抗震性能分析

结合BRB的工作原理,推导了BRB的等效刚度,并采用Perform-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50年设计基准期超越概率10%和50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(BucklingRestrained 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。     

防屈曲支撑在框架剪力墙结构上的设计及 抗震性能

在钢筋混凝土结构中应用防屈曲支撑技术能够有效提高建筑结构的抗震性能。该文首先阐述了防屈曲支撑的工作原理以及在承载力及稳定性方面的特性,并分析了防屈曲支撑在框架剪力墙结构上抗震性能的具体设计方法。     

防屈曲支撑、普通和特殊中心支撑钢框架结构抗震性能分析

基于考虑人字形防屈曲支撑屈服后超强和几乎不再对被撑梁提供竖向支点作用这两个因素,本文提出了采用该种支撑的钢框架结构的设计方法,并分别对采用普通及特殊中心支撑和防屈曲支撑的框架结构的抗震性能进行了对比分析.结果表明,虽然防屈曲和特殊中心支撑框架结构的层间侧移总体上大于普通中心支撑框架结构,但前者的基底剪力却大大低于后者.罕遇地震下,三种结构中的柱子基本保持弹性,普通和特殊中心支撑出现了大幅的平面外失稳,而防屈曲支撑在拉压作用下均进入屈服耗能.三种结构中被撑梁的最大挠度在支撑屈服或失稳前后分别出现在撑点两侧和撑点位置.屈服后的防屈曲支撑几乎不产生对被撑梁竖直向下的不平衡剪力,而失稳后的普通和特殊中心支撑则对被撑梁产生较大的不平衡剪力.     

Multi-Index Seismic Capacity Evaluation of Buckling-Restrained Braced Frames

The seismic capacity of a structure is determined by the performance index that reaches its ultimate bearing or deformation capacity first. This paper presents a multi-index seismic capacity evaluation method for accurately evaluating the seismic capacity of a structure. The normalized response curves of several indices are concurrently plotted to form a multi-index seismic capacity evaluation figure, in which the seismic capacity and demand values that correspond to various indices can be determined by vertical and horizontal threshold lines. Based on an incremental dynamic analysis (IDA), a 6-story buckling-restrained braced frame (BRBF) and a series of comparable 6-story steel frames are analyzed using the proposed method to verify the method and investigate the seismic behavior of BRBFs. The results show that the seismic performance of buckling-restrained braces is not the only factor that determines the seismic capacity of BRBFs and indicate that the multi-index seismic capacity evaluation method can effectively identify the critical index of a structure and the weakest links that restrict the structural seismic capacity.     

防屈曲支撑的应用与设计

防屈曲支撑通过特殊的构造,避免了中心支撑受压屈曲的问题,在受拉和受压时均可屈服而不屈曲,能更好地消耗输入结构的地震能量,近年来在国内外的应用和研究逐渐增多.简要介绍了防屈曲支撑的研究进展和应用,并探讨了防屈曲支撑的设计要点,给出了防屈曲支撑杆件的计算和构造要求.     

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。     

偏心支撑钢框架设计方法

着重阐述了消能梁段的设计方法 ,其中包括消能梁段的长度确定和截面选择 ,消能梁段的腹板加劲肋、连接和侧向支撑的设计。并对消能梁段以外其它构件的设计方法进行了介绍 ,以增强工程设计人员对该结构体系的了解。     

含挫屈束制消能斜撑构架效应之接合板耐震设计与试验分析

本研究主要探讨挫屈束制消能斜撑构架中梁柱效应及斜撑轴力效应对接合板耐震行为影响,利用一层楼挫屈束制消能斜撑构架试验及非线性有限元素分析,研究接合板在斜撑构架下的受力行为。本研究考虑接合板在同时承受构架效应(梁及柱剪力效应)及斜撑轴力下的影响,提出等效支撑概念计算接合板在受构架开合(梁及柱剪力)下的力量,如此将接合板的受力分为由构架及斜撑分别提供,再由有限元素分析观察的梁与接合板及柱与接合板界面应力分布,计算接合板端部应力值,以设计接合板及加劲板尺寸。藉由试验及有限元素分析所量测的梁、柱及斜撑力量,配合本研究提出的理论计算接合板在受梁柱开合效应下及斜撑力量下的受力模式,比对试验与分析下接合板端部的应力极值,验证此理论准确性,并建议设计准则,以确保接合板在达到设计层间侧位移角时无破坏产生。     

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。     

屈曲约束支撑的缺陷影响分析

对屈曲约束支撑在施工过程中容易产生的套管与核心部分间空隙尺寸偏差和核心板厚偏差进行研究。借助ANSYS有限元软件,分析这两类施工缺陷对屈曲约束支撑临界荷载的影响,得出了缺陷影响的曲线和图表,结果表明空隙尺寸偏差和板厚偏差对支撑的弹性临界荷载影响明显,设计和施工过程应该严格控制。另外,文中提供的曲线图表可应用于设计中预估屈曲约束支撑临界荷载,应用有限元方法可拓展屈曲约束支撑的试验研究,减少试验成本。     

高层钢结构支撑方案抗震性能对比分析

高层钢结构中框架—支撑结构是一种常用的结构形式,文中介绍了支撑结构体系的发展情况.以某实际工程为例,说明了普通钢支撑和屈曲约束支撑两种不同支撑对结构弹性性能的影响,通过静力弹塑性推覆分析对比研究了两种方案的弹塑性性能,并对屈曲约束支撑采用偏心布置形式对框架梁的影响进行了探讨.