抑制屈曲支撑滞回性能分析

关 键 词:结构设计论文
资料等级:抑制屈曲支撑滞回性能分析
发布时间:2014-7-22
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                                     抑制屈曲支撑滞回性能分析
多、高层钢结构建筑中常采用钢框架.支撑体系作为抗侧力结构体系,然而普通钢支撑受压时会发生屈曲,屈曲后刚度退化,承载力降低,滞回耗能能力变差,不能有效地抵御地震荷载和耗散地震能量,因此一种新的支撑构件一一抑制屈曲支撑(buckling—restrained brace,BRB)被提出01-41.抑制屈曲支撑在内核构件和外包约束构件之间设置无黏结层,形成无黏结可滑移界面,仅将内核构件与框架结构相连,并由其承受压力和拉力.文献『5—8]x4采用LYS100、JISSN400B、JIS SM490A、ASTM A36等同外钢材的抑制屈曲支撑的试验研究表明,由于外包约束构件的刚度贡献,使其克服了传统钢支撑容易发生受压整体屈曲的缺点,内核构件的横向变形被外包约束构件紧密地约束,也不易发生高模态屈曲,拉压作用下都可以达到屈服,拉压承载力近似相等,在经历多次循环荷载后,也不会发生强度和刚度的退化,滞回曲线稳定饱满,具有良好的疲劳性能和耗能能力.由于很多抑制屈曲支撑技术属于专利技术,因而购买围外已商业化生产的抑制屈曲产品,由于有很高的知识产权附加值,价格昂贵,这就大大限制了在我国这样经济还不很发达的发展中同家中推广应用.现有的抑制屈曲支撑设计方法都是基于国外钢材的材性特点和构造要求以及国外钢结构生产加工工艺的特点制定的,且设计方法都较为繁琐;国外产品采用的无黏结材料的类型、厚度及其设置方法都是保密的,文献[5—8】的研究表明由于无黏结材料选择不当以及厚度设置不合理,会使抑制屈曲支撑存在较大的拉压承载能力不平衡,其差值往往高达30%,这样在支撑人字形或V字形布置时,会对与其连接的横梁产生较大的破坏作用.因此非常有必要利用我曰的材料,研制出具有自主知识产权、价格低廉、制作简便、质量容易得到保证、性能优良的新型抑制屈曲支撑.笔者利用我同的材料设计制作了抑制屈曲支撑试件,并对其进行了滞回性能的试验研究.同时结合我国规范提m简便可行的稳定设计方法,对内核构件截面形式和抑制屈曲支撑构造要求进行探讨,并对如何选取和设置无黏结材料及确定其厚度进行研究.
编辑评价
为研究采用我国Q235B钢和两种无黏结材料设计制作的抑制屈曲支撑试件的滞回性能,对6个试件进行了拉压循环荷载作用下的滞回性能试验.其中,利用钢管混凝土抗弯承载力理论和连续弹性约束体的稳定理论完成支撑整体稳定与内核构件约束段高模态稳定设计;外伸无约束段钢板宽厚比满足我国铜结构规范塑性设计的要求;选取适当厚度的无黏结材料以控制内核构件与外包铜管混凝土之间间隙的大小,最后基于ANSYS对试件的滞回性能进行了有限元分析.在试验过程中抑制屈曲支撑试件没有发生稳定破坏,拉压屈服后均有明显应变强化,最大延性接近设计值15,累计延性超过700,滞回曲线稳定饱满,耗能能力强,拉压承载力差值控制在10%左右,恢复力模型可简化为对称双线性模型.内核构件采用一字形比采用十字形截面的试件滞回性能更好.有限元分析结果与试验结果吻合良好.因此设计制作的抑制屈曲支撑所采用的材料、构造措施及设计方法均较为合理,能保证其具有优良的滞回性能.
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