新型防屈曲支撐理論分析及減震試驗(yàn)研究.pdf

1、經(jīng)過(guò)已有的研究和工程運(yùn)用實(shí)例證明，防屈曲支撐是一種有效的阻尼器，它通過(guò)支撐外圍屈曲約束機(jī)構(gòu)提供的側(cè)向變形約束來(lái)避免核心構(gòu)件受壓失穩(wěn)，從而得到良好的滯回耗能性能。該項(xiàng)技術(shù)在美國(guó)、日本以及我國(guó)臺(tái)灣地區(qū)已經(jīng)得到較為廣泛的研究和應(yīng)用，我國(guó)大陸地區(qū)由于技術(shù)及材料等各方面的原因，起步較晚，對(duì)于現(xiàn)有的一些防屈曲支撐尚存在一些問(wèn)題，需要進(jìn)一步進(jìn)行研究。
　　 在此基礎(chǔ)之上，本文提出一種新型防屈曲支撐，該類支撐采用全鋼結(jié)構(gòu)，外圍屈曲約束機(jī)構(gòu)采用外

2、套鋼管內(nèi)壁焊接全長(zhǎng)范圍內(nèi)的縱向加勁，核心構(gòu)件采用一字型截面。為研究該類縱向加勁防屈曲支撐的減震性能，本文先后對(duì)其進(jìn)行了力學(xué)性能理論分析、ANSYS有限元數(shù)值模擬、鋼材的材料性能試驗(yàn)和構(gòu)件力學(xué)性能試驗(yàn)以及防屈曲支撐框架結(jié)構(gòu)體系在罕遇地震作用下的時(shí)程響應(yīng)分析，并得出以下相關(guān)結(jié)論：
　　 1、根據(jù)桿件的穩(wěn)定性理論，在保證支撐不發(fā)生整體失穩(wěn)、核心構(gòu)件不發(fā)生單獨(dú)失穩(wěn)、連接段不發(fā)生扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)的前提下，進(jìn)行縱向加勁防屈曲支撐的截面設(shè)計(jì)，并根據(jù)現(xiàn)

3、有的研究，結(jié)合本文所設(shè)計(jì)支撐的實(shí)際情況，確定合理的核心構(gòu)件寬厚比以及核心構(gòu)件與外圍屈曲約束機(jī)構(gòu)間的間隙大小。
　　 2、對(duì)縱向加勁防屈曲支撐進(jìn)行ANSYS數(shù)值模擬，在進(jìn)行非線性屈曲分析的過(guò)程中，同時(shí)考慮材料、幾何、接觸三大非線性以及初始幾何缺陷，并通過(guò)核心構(gòu)件的有效應(yīng)力、側(cè)向變形變形及承載力分析，考察不同約束比對(duì)支撐力學(xué)性能的影響；有限元分析所得的支撐滯回曲線飽滿，無(wú)明顯捏縮現(xiàn)象，具有試驗(yàn)及工程應(yīng)用的可行性。
　　 3、

4、對(duì)經(jīng)過(guò)有限元分析后力學(xué)性能較好的支撐進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，試驗(yàn)分為標(biāo)準(zhǔn)加載和循環(huán)加載兩種。試驗(yàn)結(jié)果顯示：
　　 1)縱向加勁防屈曲支撐具有良好的滯回耗能性能，在經(jīng)歷標(biāo)準(zhǔn)加載以及30圈循環(huán)加載后，支撐沒(méi)有出現(xiàn)明顯的疲勞現(xiàn)象，說(shuō)明該類支撐具有一定的工程應(yīng)用前景。
　　 2)滿足設(shè)計(jì)及構(gòu)造要求的支撐端部仍是整個(gè)防屈曲支撐中最易發(fā)生破壞的部位，應(yīng)在實(shí)際工程中予以特別加固。此外，支撐加工過(guò)程中間隙的控制以及安裝過(guò)程中連接段對(duì)中都對(duì)支撐

5、的力學(xué)性能有較大影響，處理不當(dāng)，甚至引起支撐的破壞。
　　 3)加載速率越快，支撐的承載力和變形能力下降地越快，實(shí)際工程應(yīng)用中應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)遭遇罕遇地震時(shí)支撐受力性能的這一不利變化，并在設(shè)計(jì)階段對(duì)該變化予以考慮。
　　 4)彈性剛度、塑性剛度、屈服荷載與位移以及耗能指標(biāo)等試驗(yàn)結(jié)果與理論分析以及有限元分析結(jié)果吻合很好，偏差不超過(guò)國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范限值。
　　 4、利用SAP2000對(duì)偏心支撐框架結(jié)構(gòu)體系和防屈曲支撐框架