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.     

一种四槽钢组合约束型防屈曲支撑的外围约束机理与约束刚度取值研究

四槽钢组合约束型防屈曲支撑的外围构件由4个槽钢通过沿纵向分布的多组螺栓拼装而成,外围构件的连接呈现离散的分布特征,故其外围约束机理与约束刚度计算理论较为复杂。相比外围整体式防屈曲支撑而言,这类装配式组合防屈曲支撑的外围约束刚度要考虑螺栓连接的影响。绕x轴弯曲时,外围构件刚度的折减效应主要由螺栓连接附近处的槽钢板件的面内与面外变形产生;绕y轴弯曲时,折减效应主要源自上、下槽钢的扭转变形。详细剖析了这两种情况的受力机制,并结合理论推导与数值分析,分别给出了绕不同主轴弯曲时的外围约束刚度的简化计算方法。该方法得到了精细有限元数值计算结果的验证。     

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。     

双一字内芯全钢防屈曲支撑的力学性能分析

防屈曲支撑主要由内芯和外围约束构件两部分组成。双一字内芯全钢防屈曲支撑作为双核心全钢防屈曲支撑中的一种,具有构造简单、重量轻和连接长度短等优点。本文通过对双一字内芯全钢约束防屈曲支撑进行有限元分析,给出了支撑内芯宽厚比的取值范围和不同初弯曲下支撑宽厚比的取值范围,以供支撑设计人员参考。     

双一字内芯全钢防屈曲支撑的力学性能分析

防屈曲支撑主要由内芯和外围约束构件两部分组成.双一字内芯全钢防屈曲支撑作为双核心全钢防屈曲支撑中的一种,具有构造简单、重量轻和连接长度短等优点.本文通过对双一字内芯全钢约束防屈曲支撑进行有限元分析,给出了支撑内芯宽厚比的取值范围和不同初弯曲下支撑宽厚比的取值范围,以供支撑设计人员参考.     

防屈曲支撑节点板的屈曲分析

防屈曲支撑是一种新型耗能减震构件,其在受拉和受压时均可屈服但不发生屈曲.但传统的防屈曲支撑多采用螺栓连接等连接方式.这种连接方式很容易使节点板失稳,从而导致防屈曲支撑屈曲.介绍一种新型的连接方式-铰接,并用ABAQUS对节点板进行屈曲分析,根据分析结果给出防止节点板失稳的合理化建议.     

四角钢组合约束型防屈曲支撑的轴压试验研究

四角钢组合约束型防屈曲支撑具有轻量化及装配化等特点,其组成特点是采用高强度螺栓把4个外围约束角钢连接成整体,形成对内核构件的整体约束作用。该类防屈曲支撑受轴压荷载作用时,4个外围约束角钢之间以及内核与外围约束构件之间存在复杂的相互作用,外围约束构件受力状态复杂。文中进行了5根四角钢组合约束型防屈曲支撑在轴压循环荷载作用下的试验研究,考察其受力性能与破坏机理、轴压承载力与骨架曲线以及约束比参数对它们的影响。对试验试件建立精细化有限元模型（螺栓单元与接触单元）,模拟分析其加载过程的应力与变形发展历程。通过对比各试件的试验实测结果、理论计算结果与精细有限元模拟分析结果,表明有限元分析结果可偏于安全地预测试件的实际受力状态|如果计入内核端部附加偏心距的影响,理论设计公式可用于这类防屈曲构件的承载力设计,具有较高的可靠性。     

预应力索撑型防屈曲支撑在某工程中的应用研究北大核心CSCD

预应力索撑型防屈曲支撑(PCS-BRB)是通过在普通防屈曲支撑的外围增加索撑体系而形成的一种新形式防屈曲构件。这种新型的防屈曲支撑通过改变外围约束构件的结构组成体系,达到有效提高外围约束刚度及支撑承载效率的目的。依据索撑体系的不同布置形式,有多种类型的PCS-BRB。以某工程为背景,对PCS-BRB进行应用研究,详细介绍了其基本组成和构造设计,分析了PCS-BRB的单调加载与往复加载的受力性能,为工程设计与施工提供参考。     

多段连接防屈曲支撑设计及试验研究

为解决超长防屈曲支撑易出现重力过大、屈曲失稳的问题,设计了内接约束和外接约束两种新型全钢多段连接防屈曲支撑,确定其构造设计方案,验算支撑各部分稳定性。分别加工制作两种防屈曲支撑构件并进行低周往复加载试验,试验结果表明:内接约束防屈曲支撑抗震性能良好,试验所得滞回曲线饱满且耗能性能稳定,受压承载力调整系数及累积变形能力系数均可满足相关规程要求;外接约束防屈曲支撑加工误差及连接板焊脚引起的内核钢芯与约束钢管间隙过大是支撑滞回性能未达到设计预期的主要原因。     

端部配置延性铸造件的装配式防屈曲支撑抗震性能试验研究

中心支撑钢框架结构(CBFs)中支撑与框架梁柱连接时,采用传统焊接连接方式容易发生脆性破坏,使支撑不能发挥应有的作用.为此,设计了一种可与框架结构采用螺栓连接的端部配置延性铸造件的装配式防屈曲支撑,并对6个支撑完成了低周往复加载试验,研究了其破坏模式、应力分布、滞回性能等.结果 表明,端部配置延性铸造件的装配式防屈曲支...     

混凝土套管防屈曲支撑构造及抗震试验

针对现有混凝土套管防屈曲支撑内部构造的不足提出了改进建议,设计并制作了6根混凝土套管防屈曲支撑试件,包括一字形和十字形两种钢芯截面及6种构造的混凝土套管。通过低周反复加载试验,研究了混凝土套管防屈曲支撑的抗震性能,证明所设计的混凝土套管防屈曲支撑构造合理,耗能能力良好,满足结构消能减震设计对防屈曲支撑的要求。最后,针对混凝土套管防屈曲支撑的构造及应用提出了建议。     

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.     

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。     

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。     

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.     

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。     

重力对屈曲约束柱跷动减震技术的影响

跷动减震技术是一种新型的基底隔震技术,它允许上部结构和下部基础脱离,通过上部结构的晃动来隔震。与传统的隔震技术的区别在于,它放松的是转动约束而不是水平约束。目前,该技术在建筑结构上的研究和应用较少。跷动减震结构的关键之一是其残余变形的控制,而重力对跷动减震结构的残余变形控制有一定的影响。本文针对中心支撑框架结构,采用重力柱与屈曲约束柱并联的跷动实现方案,即屈曲约束柱跷动减震技术,并用SAP软件对一个6层支撑框架算例进行了弹塑性时程分析,比较了该框架在Ⅰ类和Ⅳ类场地下重力对结构跷动残余变形的影响及重力荷载的P-Δ效应。结果表明,跷动结构的重力荷载的P-Δ效应不明显,重力对跷动结构的残余变形有一定的影响。当结构的跷动抬起量较小时,结构在重力作用下会恢复其残余变形;当结构的跷动抬起量较大时,结构的残余变形不会恢复,重力反而会使结构的跷动残余抬起量更大。     

挤压成型铝合金防屈曲支撑的低周疲劳测试

近来,铝合金已用于制造防屈曲支撑(BRBs),以改善BRB在腐蚀环境下的耐久性。在以往的研究中,由于挤压成型铝合金的松弛,建议避免对挤压成型的铝合金BRB进行焊接。试验对10个带或不带闭锁装置的几乎完全相同的试样的低周疲劳性能进行了研究。结果表明,挤压成型的BRB具有稳定、反复的滞回性能,支撑屈服部位的断裂位置是随机的。与典型钢BRB的破坏相比,挤压成型的BRB的破坏是脆性破坏。对带和不带闭锁装置的试样进行对比,结果显示,当BRB水平放置且应变幅低于2%时,闭锁装置对累积非弹性变形没有明显的影响。给出了挤压成型BRB的低周疲劳损伤评估公式,可供基于应变的损伤评估参考。     

屈曲约束支撑结构性能的数值模型

介绍一种耗能屈曲约束支撑循环结构性能的数值模型,该支撑常用来替代传统的轴向支撑作为框架结构和其他结构中的抗震构件。这些支撑通常由1根细长的插入短粗套管中的钢芯组成,套管是预先设置的,以防止其受压时屈曲。套管由砂浆或钢构成,在钢芯和套管间设置滑移面以阻止剪应力过度传递。钢芯的性能、砂浆套管的性能和界面的滑移性能分别通过塑性破坏模型、各向同性的破坏模型和罚函数模型来描述。按照给出的公式通过ABAQUS软件完成了这3个模型的建模。在许多典型但简单的工况下,该算法被证实可以模拟屈曲约束支撑的循环性能。模型模拟结果与试验结果吻合较好,证实了其正确性。对初步得到的结论进行讨论并指出进一步研究的方向。