芯材构造形式对屈曲约束支撑力学性能影响研究

为研究芯材构造形式对屈曲约束支撑力学性能的影响,采用国标Q235钢材设计并制作了两种截面形式、两种组合方式,外围约束机制为矩形钢管混凝土的4根端部加强型屈曲约束支撑试件及2根切削型屈曲约束支撑试件,通过拟静力加载试验,对试件的滞回性能、破坏特征、刚度变化规律、等效粘滞阻尼比、延性系数及恢复力模型等进行了分析。试验表明,内核芯材核心段焊接与否对支撑综合性能及其破坏形态不产生明显影响,焊缝质量及焊接所产生残余应力的大小是影响端部加强型支撑性能稳定与否的关键因素;端部加强型与切削型屈曲约束支撑的力学性能具有相同的变化规律,其恢复力模型均可用双曲线进行描述。结果表明,端部加强型屈曲约束支撑的构造设计是科学与合理的。     

轴压比及芯材截面积对屈曲约束支撑-混凝土框架抗震性能影响的研究

设计了一榀应用H型钢锚固型连接节点的屈曲约束支撑-混凝土框架(BRBCF)并进行拟静力试验研究,通过ABAQUS软件进行有限元模拟,有限元分析结果与试验结果滞回曲线饱满,吻合度良好。在此基础上,为研究轴压比和屈曲约束支撑芯材厚度对框架抗震性能的影响,分别建立轴压比为0.35~0.75的4个有限元模型和芯材截面积从1 000~6 250 mm~2的7个有限元模型。研究结果表明:轴压比对BRBCF受力影响较小,随着轴压比的提高,承载力会有轻微下降;支撑芯材截面积对框架抗震性能的影响较大,随着截面积的增加,承载力会明显提高,连接节点位置的不平衡内力明显增大,造成该区域的破坏相对严重。     

不同刚度比对屈曲约束支撑框架抗震性能的影响

基于OpenSEES有限元软件,针对一9层钢框架Benchmark模型,采用非线性动力时程分析方法,研究了BRB支撑与框架刚度比的取值对结构主要抗震性能指标的影响,并且指出了BRB框架结构的刚度比的取值范围,为BRB框架结构的设计提供了参考。     

屈曲约束支撑抗震性能试验研究

依据不同设计准则分别采用国产热轧Q235B,BLY225两种钢材设计了三种截面形式的TJ型屈曲约束支撑构件。通过低周往复加载试验,研究了该类构件的滞回曲线、骨架曲线、累计塑性应变、附加等效阻尼比以及支撑核心区相对长度对其抗震性能的影响。试验结果表明,该类型屈曲约束支撑滞回曲线饱满,具有稳定的受力特性和优良的延性及低周疲劳性能。根据试验构件的滞回曲线提出了基于Bouc-Wen模型的修正滞回模型,该模型的拟合滞回曲线与试验结果吻合较好。     

Q235一字形芯材防屈曲支撑抗震性能试验研究

采用国产Q235热轧钢材设计并制作防屈曲支撑,对3个钢材品种、3种截面、2种灌实材料的6个防屈曲支撑试件开展试验研究。通过低周反复荷载加载试验,研究防屈曲支撑的力-位移滞回曲线、骨架曲线及其刚度退化过程、等效黏滞阻尼比等抗震性能。结果表明:一字形芯材防屈曲支撑的构造合理,所有试件的滞回曲线稳定饱满;芯材特性和灌实材料强度对于该种防屈曲支撑的耗能性能均有较大影响。     

屈曲约束支撑钢框架的抗震性能分析

参照钢结构设计规范(GB50017-2003)和抗震设计规范(GB50011-2010)设计了一幢10层钢结构框架,并对结构进行简化。采用Perform-3d非线性分析软件进行建模,基于等能量和等效阻尼比原则,在原基本结构中加入合适尺寸的屈曲约束支撑(BRB)组合成屈曲约束支撑钢框架。对原结构和BRB结构进行了非线性推覆分析和动力时程分析,在此基础上分析结构的地震响应,对比原结构与BRB结构的屈服机制。研究结果表明,结构设计时加入屈曲约束支撑可以有效减少结构层间位移响应,大幅减少框架结构所承担的楼层剪力和框架结构构件的塑性耗能比例,充分发挥了屈曲约束支撑作为建筑结构消能构件的耗能作用,大幅提高了结构整体的抗震性能。     

屈曲约束支撑钢筋混凝土框架结构的抗震性能分析

以实际工程为例,分析了带屈曲约束支撑的现浇钢筋混凝土框架结构的抗震性能。利用SAP2000对屈曲约束支撑框架结构进行小震弹性及大震弹塑性分析,其中大震弹塑性分析分别采用了时程分析方法和Pushover分析方法。通过大震弹塑性分析结果的整理,了解结构构件在大震下的结构表现,从而掌握整个结构的抗震性能。     

双阶屈服屈曲约束支撑框架结构抗震性能研究

双阶屈服屈曲约束支撑(DYB)是近年来基于传统屈曲约束支撑(BRB)提出的新型减震概念与装置,根据构造特点可将其分为串联型DYB和并联型DYB两种。分析了两种DYB的简化力学模型,并对其在有限元软件SAP2000中进行模拟,证明了有限元分析方法的准确性。以阻尼+耗能为抗震性能目标进行设计,通过非线性时程分析,对比纯框架结构、BRB框架结构与DYB框架结构在不同地震等级下的抗震性能及构件受力,系统研究了平面框架中DYB框架结构在全过程地震水准下的耗能机理及受力性态,并在三维框架中对并联型DYB的抗震性能进行验证。结果表明：在以阻尼+耗能为抗震性能目标的设计中,不应采用串联型DYB,建议采用并联型DYB进行设计。并联型DYB在多遇地震下即开始耗能,相比传统BRB,其对框架结构在不同地震等级尤其是多遇地震下的抗震性能改善作用最为突出,但在设计时仍需注意并联型DYB带来的“构件内力放大效应”所造成的不利影响。     

屈曲约束支撑加固框架抗震性能试验研究

以两层钢筋混凝土框架为原型,按1∶2的缩尺比例设计了2榀钢筋混凝土框架。对其中1榀进行了低周反复试验,对另1榀采取屈曲约束支撑加固后进行低周反复试验。试验主要研究了原型框架和屈曲约束支撑框架的受力性能、破坏形态、滞回特性以及位移延性等,并采用Seismostruct 5.03程序对试验过程进行数值模拟分析。结果表明,屈曲约束支撑混凝土框架的抗震性能有了较好的改善。     

屈曲约束支撑钢筋混凝土框架结构抗震性能试验研究

为研究屈曲约束支撑钢筋混凝土框架结构的抗震性能,对安装和不安装屈曲约束支撑的两榀三层两跨的钢筋混凝土框架进行拟静力试验研究,对比有控框架与无控框架的试验结果。结果表明,安装屈曲约束支撑后,钢筋混凝土框架结构的屈服荷载提高了约1倍,极限承载力提高了约0.75倍,初始刚度和耗能能力提高了近2.5倍,框架滞回曲线更饱满,有更好的抗侧移能力,有效控制了节点区域的裂缝发展。由此可见,钢筋混凝土框架结构的承载能力、变形能力、耗能能力、刚度及破坏形态等各项抗震性能均得到显著提升。为使屈曲约束支撑更好地发挥其性能,应保证其与框架连接部分的可靠性,避免平面外失稳。     

屈曲约束支撑钢框架结构抗震性能分析与应用

天津某医院项目采用屈曲约束支撑(BRB)–钢框架结构,为进一步研究BRB对钢框架结构抗震性能的影响,分别建立屈曲约束支撑–钢框架及钢框架2种结构体系,以分析在小震作用下是否采用BRB对整体结构抗震性能的影响.采用midas Gen非线性分析软件建模,分析罕遇地震作用下屈曲约束支撑的地震响应.分析结果显示,采用屈曲约束支...     

双阶屈服屈曲约束支撑混凝土框架结构抗震性能研究

结合实际工程项目,提出将新型双阶屈服屈曲约束支撑应用于传统混凝土框架结构.设计一榀缩尺单层单跨双阶屈服屈曲约束支撑混凝土框架结构试件,采用低周往复试验,对双阶屈服屈曲约束支撑在混凝土框架结构中的抗震性能以及二者的协同工作性能进行试验验证.在此基础上,进一步研究双阶屈服屈曲约束支撑在钢筋混凝土框架结构体系中的抗震性能,对双阶屈服屈曲约束支撑框架结构体系进行弹塑性时程分析,并与单阶屈服屈曲约束支撑框架结构体系对比.结果 表明,双阶屈服屈曲约束支撑在小震作用下实现第一阶屈服并保持刚度,为结构提供附加阻尼,参与耗能;在中震与大震作用下发生第二阶屈服,持续耗能.与单阶屈服屈曲约束支撑相比,双阶屈服屈曲约束支撑具有更优的抗震性能.     

屈曲约束支撑装配式混凝土框架结构抗震性能试验研究

消能减震技术能有效地提高装配式混凝土结构的整体抗震性能,改善其破坏模式。然而,目前对屈曲约束支撑装配式混凝土框架结构尚缺乏试验研究。为了获悉屈曲约束支撑装配式混凝土框架的抗震性能和破坏机理,文章进行3榀屈曲约束支撑装配式混凝土框架和1榀现浇混凝土框架的低周反复荷载试验。研究了地震作用下采用整体式和暗牛腿式预制混凝土梁柱节点的屈曲约束支撑装配式混凝土框架抗震性能,观察和记录试验现象和破坏特征,对各试件的滞回曲线、刚度退化、耗能能力、骨架曲线和延性系数等进行对比分析。试验结果表明：屈曲约束支撑装配式混凝土框架具有良好的耗能能力和延性,能量耗散系数E=1.464?1.759,延性系数?=3.02~3.61,屈曲约束支撑可以有效地提高装配式混凝土框架的抗震性能,改善其失效模式;研发的支撑与梁柱连接节点的连接构造可以有效地实现屈曲约束支撑与装配式混凝土框架在地震作用下的协同受力。文中研究成果将为屈曲约束支撑在多高层装配式混凝土结构中的设计和应用提供科学依据。     

基于节点性能的屈曲约束支撑混凝土框架抗震性能分析

为分析带支撑梁柱节点对屈曲约束支撑混凝土框架体系抗震性能的影响,建立了考虑节点性能影响的屈曲约束支撑混凝土框架模型。分别采用有限元软件OpenSEES和ABAQUS对框架中普通梁柱节点和带支撑梁柱节点进行模拟分析,证明了建模的合理性。在此基础上,用OpenSEES对三种形式的支撑框架结构的抗震性能进行对比分析,同时采用逐步增量时程分析方法对考虑支撑与梁柱节点的屈曲约束支撑混凝土框架的抗震性能进行全面评估。结果表明:所采用的带支撑梁柱节点具有良好的承载能力,考虑节点性能的支撑框架能够提高模拟精度和真实反映结构的地震反应。     

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。     

屈曲约束支撑对钢桁架拱桥抗震性能改善效果的研究

为了探究屈曲约束支撑对上承式钢桁架拱桥抗震性能的改善效果,分别对采用普通钢支撑和屈曲约束支撑的两种钢桁架拱桥进行了罕遇地震作用下的非线性动力时程分析。在计算模型中,除了对桥面板采用S4R壳单元、对屈曲约束支撑采用T3D2桁架单元进行简化外,结构的其它部分均采用考虑剪切变形的B31梁单元进行模拟。分别在纵向和横向输入了1995年日本神户地震记录下来的Ⅱ类场地JRT-NS、JRT-EW和OGF-N27W波,对采用屈曲约束支撑和普通钢支撑的模型分别在轴力和位移等方面进行了对比分析,结果表明:在纵向地震激励下,采用屈曲约束支撑的结构较采用普通钢支撑结构的抗震性能改善效果甚微;在横向地震激励下,采用屈曲约束支撑的结构较采用普通钢支撑结构的抗震性能有明显的改善作用;且在考虑竖向地震作用时,采用屈曲约束支撑的结构也具有明显的抗震性能改善效果。     

人字形屈曲约束支撑异形柱框架抗震性能试验研究

为研究以人字形布置屈曲约束支撑的异形柱框架结构的抗震性能,对两个平面两跨三层异形柱框架构件进行拟静力试验,并对这两个构件的破坏过程和抗震耗能性能进行对比。试验结果表明:与普通异形柱框架结构相比,以人字形布置防屈曲约束支撑的框架滞回曲线饱满、承载能力高,同时还具有更好的延性和耗能能力;防屈曲约束支撑先于主体耗能,并可以弥补异形柱框架体系在罕遇地震作用下抗震耗能性能的不足。     

板柱-人字形屈曲约束支撑抗震性能试验研究

屈曲约束支撑具有提高板柱结构侧向刚度和消耗地震能量的双重作用,且更为灵活、经济。为了提高板柱结构的抗震性能,通过在板柱之间设置人字形屈曲约束支撑,对一层一跨的1∶2比例试验模型进行了拟静力试验。试验结果表明:混凝土裂缝主要分布在距柱底1/3柱高区域和板两端1/3宽度区域,试件失效时此处破坏也最严重。结构在位移角达到1/50之后,仍具有一定的承载能力,最终在位移角为1/30(位移50 mm)的加载过程中,受拉屈曲约束支撑断裂破坏。通过ABAQUS有限元软件对其进行了数值模拟,对比分析了板柱结构和板柱-人字形屈曲约束支撑结构的骨架曲线和塑性损伤,表明人字形屈曲约束支撑能有效提高板柱结构的侧向刚度和承载力,可应用于板柱结构的抗震设计和结构加固。     

带屈曲约束支撑的V型偏心支撑钢框架抗震性能分析

偏心支撑钢框架主要通过耗能梁段发生剪切屈服变形来耗散地震能量,其支撑斜杆必须不发生屈曲才能保证耗能梁段能够耗能。对于跨度较大的结构,支撑斜杆为了满足稳定性与轴压比限值的要求,截面需要很大,结构经济性不好,同时也导致地震作用下内力增大。将偏心支撑钢框架的支撑斜杆换成屈曲约束支撑,进行有限元分析,结果表明:罕遇地震作用下,带屈曲约束支撑的V型偏心支撑钢框架侧向位移比普通支撑钢框架最大减小22.15%,有效地控制了结构的侧移;能量时程图表明:屈曲约束支撑消耗了大部分地震能量,屈曲约束支撑和耗能梁段能够同时参与耗能,建立起结构抗震的多重防线。     

限制屈曲支撑布置形式对结构抗震性能的影响

对12种不同支撑布置形式的6层、24层的6跨框架结构进行建模,采用有限元软件计算,对计算结果进行模态和振型分解反应谱法分析,得出了12种不同限制屈曲支撑布置方式的框架在地震波下的响应,考查不同竖向支撑形式对不同高度框架的抗震影响,并在此分析的基础上,总结出高层钢结构限制屈曲支撑的布置形式对框架抗震性能的影响规律。