螺旋箍筋约束防屈曲支撑设计方法及滞回性能研究

基于钢套筒约束防屈曲支撑的设计理论,给出了适用于螺旋箍筋约束防屈曲支撑的设计方法。设计制作了两种钢芯截面的螺旋箍筋约束防屈曲支撑构件,通过低周往复试验验证设计方法的合理性,研究此类支撑的滞回性能。试验结果表明:按照所建议的设计方法制作的螺旋箍筋约束防屈曲支撑构件具有稳定的滞回耗能性能,可以用于实际工程。     

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。     

高烈度地区综合商业体内防屈曲约束支撑(BRB)施工技术

昆明春之眼商业中心施工中,为解决普通支撑受压屈曲及滞回性能差的问题,采用防屈曲约束支撑(BRB),在支撑外部设置套筒,使用焊接或螺栓连接及销轴连接等方式进行拼合,使抑制支撑的受压屈曲形成防屈曲支撑,达到消能减震效果,保证了工程质量。     

交叉布置防屈曲支撑框架受力性能研究

防屈曲支撑具有良好的抗震耗能能力,但是由于构造的原因,普通的防屈曲支撑无法交叉布置,只能按对角线方向布置、八字形或倒八字形布置,未能充分发挥支撑对结构刚度的贡献。提出并研制了一种可交叉布置的防屈曲支撑,采用经验证的有限元模型,研究了可交叉布置防屈曲支撑的屈曲变形及滞回性能。结果表明:可交叉布置的防屈曲支撑比八字形布置的防屈曲支撑具有更好的耗能能力,且对框架梁的影响较小;进一步研究了防屈曲套筒的截面大小和壁厚对于其性能的影响:发现通过增大套筒截面或是增加壁厚均可有效提高支撑的防屈曲效果;且当支撑的约束比ξ大于1. 2时,外套筒可完全防止支撑发生屈曲。     

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.     

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。     

全钢防屈曲支撑的整体屈曲性能

在大地震作用下,防屈曲支撑达到令人满意的力学性能的关键要求之一是要预防整体屈曲直到支撑组件达到足够的塑性变形和延展性。给出了对所提出的全钢防屈曲支撑的有限元分析结果。所提出的防屈曲支撑有着相同的核心截面和不同的屈曲约束性能。对防屈曲支撑和初始缺陷进行参数研究,从而调查支撑的整体屈曲性能。分析结果显示,防屈曲性能的抗弯刚度都可以显著影响支撑的整体屈曲性能。此外,核心组件的抗弯强度的欧拉屈曲荷载的最小比率,即Pe/Py可作为设计目标。这个比率是控制防屈曲支撑整体屈曲的最主要参数。     

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。     

双T型内核与角钢约束屈曲支撑的滞回性能

为了改善传统约束屈曲支撑的不足,提出双T型内核与角钢约束机构共同构成的新型约束屈曲支撑。利用有限元分析软件ANSYS,建立该新型约束屈曲支撑有限元分析模型,并对其进行低周反复荷载全过程非线性有限元分析。主要考察芯材与约束机构间的间隙、约束刚度、连接段以及过渡段长度等主要参数对其滞回性能的影响,并给出各参数的建议取值,为新型约束屈曲支撑设计提供参考。     

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。     

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.     

套管构件中轴压内核本构关系的分析

套管构件是一种新型的承压设计构件。它由内核与套筒组成,且两者之间有间隙,套筒为受压内核提供侧向约束,使得内核可以发生高阶屈曲模态,极大提高了内核的受压承载力。在对比分析已有的内核本构关系模型的基础上,提出了当套筒刚度为有限时内核的轴力-轴向位移简化曲线,该曲线考虑了内核处于与套筒未接触、与套筒一阶模态点接触、与套筒一阶模态线接触这一系列变形过程,并通过算例分析,验证了该简化本构关系的合理性。     

耗能支撑危险截面的有限元分析

应用ANSYS分析软件对T型截面防屈曲支撑进行单调荷载作用下三维有限元模拟,在模型中钢芯和混凝土之间采用接触单元,混凝土与钢套筒之间完全粘结。通过有限元模拟分析可知:当T型截面防屈曲支撑一端施加的面荷载增加到一定值时,构件应力最大值位于防屈曲支撑钢芯反面截面削弱处,此处是该构件的薄弱位置;构件应力最小值位于防屈曲支撑钢芯连接段反面处,此处是构件最安全位置。模拟分析与试验结果表明:T型截面防屈曲支撑最危险截面出现在加载端过渡段与工作段的连接处,该处可作为设计防屈曲支撑的控制截面。     

开孔与开槽式三重钢管防屈曲耗能支撑设计方法研究

开孔与开槽式三重钢管防屈曲耗能支撑是依据"核心单元局部削弱相当于其他部位加强"的新型防屈曲耗能支撑设计原理设计而成的。通过对核心单元局部开孔或开槽使支撑薄弱部位由端部转移到开孔或开槽部位,具有定点屈服的功能,提高了支撑的延性,是性能良好的耗能减震构件。结合国内外相关规范,通过理论分析和有限元模拟,提出开孔和开槽式三重钢管防屈曲耗能支撑的设计方法,包括开孔和开槽式三重钢管防屈曲耗能支撑承载力的计算方法,核心钢管和内外钢管的设计方法及支撑节点的设计方法。最后通过试验验证该方法的正确性。     

铝合金内芯装配式屈曲约束支撑有限元分析

提出了一种铝合金内芯装配式屈曲约束支撑(ALB),并以A5083铝合金为支撑耗能内芯设计了4组19个支撑构件,采用ABAQUS软件对其进行有限元分析,研究了集中耗能因子Y_LR、宽厚比、螺栓间距、核心板与约束板间间隙对支撑性能的影响。结果表明:当Y_LR<0.75时,支撑耗能性能会随着Y_LR的增加而提高,当Y_LR>0.75时,支撑耗能性能随着Y_LR的增加开始降低,当Y_LR=0.75时,支撑整体表现最佳; 支撑耗能性能会随着宽厚比的增加而降低,宽厚比不超过10时,支撑可以获得更好的耗能能力; 螺栓间距不宜过大,通过控制螺栓间距L_b与支撑核心板屈曲波长L_w的比值L_b/L_w来控制螺栓间距,当L_b/L_w≤1.5时,支撑约束单元受力更加合理,可以为核心单元提供足够的约束力; 核心板与约束单元之间的间隙过小时无法为核心板变形留有足够空间,间隙过大时支撑承载力会有较大降低且不稳定,间隙控制在0.5～2 mm时支撑承载能力表现更佳。     

开长孔式叠层钢管屈曲约束支撑试验研究

设计一种开长孔式叠层钢管屈曲约束支撑,该种屈曲约束支撑采用三种不同尺寸的Q235钢管型材进行组合,并对承受轴力的芯材钢管进行开长孔削弱|通过对5个试件进行轴向低周往复加载试验,研究了不同开孔率,开孔数量对其承载力,变形性能,滞回耗能性能,骨架曲线以及破坏形态的影响。研究结果表明：此种开长孔式叠层钢管屈曲约束支撑的构造合理,在开孔率合理的情况下,支撑变形能力强,低周疲劳性能好,滞回曲线饱满,可以提供30%~42%的附加等效阻尼比。     

双T形新型约束屈曲支撑的试验研究

双T形新型约束屈曲支撑是一种新型耗能支撑,影响其性能的因素众多。为了考察约束机构、约束比、内核板件宽厚比和内核切割方式等构造因素对其耗能性能的影响,对6个缩尺的双T形新型约束屈曲支撑模型进行低周往复荷载试验,研究支撑结构的破坏形态、滞回性能、耗能能力、位移延性和刚度退化等性能。试验研究表明：该新型支撑的约束机构和内核单...     

端部加强型组合热轧角钢防屈曲支撑静载试验研究

提出用端部加强方法制作组合热轧角钢防屈曲支撑的钢芯。设计、制作并测试了7个试件,其中热轧角钢防屈曲支撑试件4个、对比热轧钢板试件3个。端部加强型角钢钢芯采用了两种截面(错十字形和T形)、两种组合方式(工作段焊接与非焊接),用端部焊接加强板的方法形成弱化工作段,主要优点是加工方便、降低造价。热轧钢板试件采用钢板焊接并切削成型。试验中设计改进了加载装置,采用静力反复加载方法加载。研究了包括轴向荷载-轴向变形滞回曲线、累计塑性变形、极限变形能力、刚度退化以及等效阻尼比等抗震性能。研究表明,用这种成型方法制作的组合热轧角钢防屈曲支撑构造简单,耗能能力、延性等抗震性能可满足建筑结构消能减震设计的需求。     

套筒内腔构造对钢筋套筒灌浆连接黏结性能的影响

为研究套筒内腔构造对钢筋套筒灌浆连接黏结性能的影响,考虑套筒内腔环肋数量、间距、凸起高度等参数,制作了31组不同规格的钢筋连接试件,并进行了单调轴向拉伸试验和理论分析。结果表明：增加套筒环肋数量及内壁凸起高度,可提高钢筋套筒灌浆连接的承载力,减小钢筋屈服前的连接位移,但随着环肋数量和凸起高度的不断增加,内腔构造的变化对连接钢筋黏结性能的影响程度逐渐减小;套筒环肋每端不宜少于3道,内壁凸起高度应大于1.0 mm,并应分布在钢筋非弹性段长度内,在钢筋弹性段布置环肋或增大环肋凸起高度会削弱钢筋的黏结性能;基于试验得到的钢筋平均黏结应力,提出了钢筋非弹性段长度的计算方法。     

单向拉伸荷载下堆焊成型套筒灌浆连接性能试验研究

为研究套筒灌浆连接的力学性能、工作机理以及套筒内腔构造参数对其力学性能的影响规律,采用堆焊成型套筒及开槽钢筋制作了 21个不同参数的接头试件,并进行单向拉伸试验.结果表明:试验范围内接头试件钢筋临界锚固长度在5d和6d(d为钢筋直径)之间,锚固长度小于临界锚固长度时,钢筋发生刮犁式拔出破坏,大于临界锚固长度时,钢筋发生...