新型双铝合金板装配式屈曲约束支撑有限元分析

提出了一种新型双铝合金板装配式屈曲约束支撑(DPALB),并应用ABAQUS软件对其性能进行有限元分析,考察螺栓间距、芯板与约束板间间隙、芯板开孔率等因素对支撑性能的影响。分析结果表明:螺栓间距过大会导致支撑部件应力较大、外约束板也容易出现局部失稳;芯板与约束板间间隙过小,核心单元容易发生强轴方向的弯曲,间隙过大会导致支撑承载力下降甚至丧失;支撑耗能性能随着核心单元横向开孔率的减小而提高,当核心单元纵向开孔率不大于40%时,支撑性能随着核心单元纵向开孔率的增加而提高。     

一字形全钢装配式防屈曲支撑有限元分析

防屈曲支撑作为结构中的一种耗能构件,改善了普通支撑受压屈曲的性能,可代替普通支撑。通过ABAQUS有限元软件对一字形全钢装配式防屈曲支撑进行有限元分析,通过改变防屈曲支撑内芯单元与外围约束之间间隙的大小,研究了防屈曲支撑在单周荷载作用下滞回性能。结果表明:一字形全钢装配式防屈曲支撑具有很好的耗能能力;为了提高其耗能能力,内芯单元与外围约束之间合理的间隙尺寸应取0. 5～2 mm。     

装配式双铝合金内芯屈曲约束支撑滞回性能试验研究

为了研究采用A5083铝合金作为芯材的屈曲约束支撑的滞回性能和疲劳性能，提出了一种双铝合金内芯装配式屈曲约束支撑，以芯板开孔、芯板与约束板的间隙作为变化参数，设计了3个试件，对其进行拟静力试验研究。结果表明：双铝合金内芯装配式屈曲约束支撑的滞回曲线饱满对称，耗能能力、塑性变形能力及疲劳性能良好，表现出明显的应变强化和循环硬化特性；芯板开孔起到了保护芯板端部、使支撑充分耗能的作用；芯板与约束板间1～2 mm的间隙，设置合理；开孔芯板的多波屈曲分布均匀，主要出现在开孔区域内，芯板开孔避免了芯板端部的应力集中，使支撑的受力更均衡。采用经验证的有限元分析方法对支撑进行分析，结果表明：芯板从开孔段到未开孔段依次屈服，最终实现全耗能段的屈服；采用A5083铝合金与LY160低屈服点钢材作为芯材的支撑有良好且相近的耗能能力，但A5083铝合金可以有效降低支撑的质量，节约成本。     

十字型内芯全钢防屈曲支撑的有限元分析

全钢防屈曲钢支撑是一种在大震下能够屈服而不易屈曲的耗能支撑形式,具有良好的抗震性能。本文通过对十字型内芯全钢防屈曲钢支撑的有限元分析,给出该支撑在不同破坏模式下约束比,内芯宽厚比以及初始缺陷的影响,为实际工程应用提供参考。     

混凝土约束型防屈曲支撑有限元分析

普通支撑在荷载作用下易发生受压屈曲造成支撑刚度和承载力急剧下降,结构延性差。防屈曲支撑通过在支撑外围设置屈曲约束构件,有效约束支撑受压屈曲,保证支撑在整体失稳破坏前核心受力构件达到全截面屈服,使支撑在使用中屈曲耗能而不屈服,因此可用防屈曲支撑代替普通支撑。防屈曲支撑耗能的关键是核心受力构件与外围约束构件之间的间隙。间隙太小,可能导致核心受力构件过早局部屈服;间距太大,则外围约束构件发挥不了套箍作用,因此间隙的取值是防屈曲支撑设计的关键。本文提出一种混凝土约束型防屈曲支撑,并通过有限元计算分析核心受力构件与外围约束构件之间的间隙对其受力性能的影响。结果表明:本文设计的混凝土约束型防屈曲支撑能较好地发挥核心受力构件的承载能力,外围约束构件与核心受力构件间隙为1～3mm时,有良好的耗能能力。     

H型钢防屈曲支撑抗震性能试验研究

提出一种H型钢防屈曲支撑（HBRB）以便于对结构中既有H型钢构件进行抗震加固,同时可避免传统H型钢防屈曲支撑中过早发生内芯局部屈曲破坏的现象发生。该支撑的耗能内芯采用H型钢,约束构件由2个U形钢和2块钢板通过高强螺栓拼接而成。为了研究HBRB的抗震性能,对3个试件进行拟静力试验,结果表明,构造合理的HBRB具有稳定的滞回耗能能力。通过分析试件破坏模式发现：将端部加劲肋布置在翼缘两侧有利于避免H型钢防屈曲支撑内芯应变集中及约束构件局部鼓曲破坏的发生;端部加劲肋和外部约束构件之间的间隙过大会导致加劲肋和H型钢内芯焊缝撕裂;采用低电流、多道焊缝施焊有利于提高防屈曲支撑的疲劳性能。在轴向荷载作用下,H型钢内芯除了发生整体弯曲变形外,腹板和翼缘作为板件还会分别发生自身的高阶屈曲;翼缘和腹板在屈曲后与约束构件接触,相当于对H型钢增加额外的侧向约束,使其整体稳定承载力明显提升。     

不同宽厚比对三重方钢管防屈曲耗能支撑性能影响分析

采用ABAQUS有限元软件分别对开槽核心方钢管和三重方钢管防屈曲耗能支撑进行屈曲分析和滞回性能分析,研究不同宽厚比对其性能的影响规律.结果表明:宽厚比大小对开槽方钢管屈曲模态和三重方钢管防屈曲耗能支撑的性能有较大影响;方钢管核心单元1、2阶屈曲模态为局部屈曲时,三重方钢管防屈曲耗能支撑的最大拉压承载力提高较之方钢管核心...     

十字形内芯防屈曲支撑接触应力有限元分析

在一字形内芯防屈曲支撑接触应力研究成果的基础上,尝试对十字形内芯防屈曲支撑进行有限元模拟分析,研究其内芯宽厚比对接触应力的影响和约束间隙对内芯屈曲性状的影响。     

双钢管耗能支撑理论计算与滞回曲线分析

结合钢结构稳定理论,研究保证双钢管耗能支撑稳定工作性能的问题,给出双钢管耗能支撑的构成要求。对双钢管耗能支撑的整体屈曲、内核单元的高阶屈曲,连接段的破坏和支撑内芯与约束之间的间隙理论值进行了理论分析和推导,提出了相应的计算公式,并结合有限元软件ABAQUS,根据推导出的条件,建立所设计的双钢管耗能模型和没有外围约束的内芯合并的普通支撑模型。依据在相同位移荷载下计算出来的滞回曲线分析双钢管耗能支撑设计的合理性。研究表明:通过理论分析给出的双钢管耗能支撑稳定工作的条件,能够提供较大的抗侧刚度,设计的双钢管耗能支撑耗能效果好,适合工程使用。     

剪切型防屈曲钢板阻尼器的滞回性能试验研究

剪切型钢板阻尼器广泛应用于建筑结构的抗震设计中,但现有的钢剪切板阻尼器腹板易发生平面外屈曲,从而引起耗能腹板的疲劳破坏。为此,提出了剪切型防屈曲钢板阻尼器,是在传统的钢板阻尼器的基础上,在腹板的两侧增加了约束板和固定板,约束板用于防止耗能腹板的屈曲变形,固定板为约束板提供支撑。为研究剪切型防屈曲钢板阻尼器的滞回性能,设计了3个试件并对其进行了拟静力试验。试验结果表明：剪切型防屈曲钢板阻尼器可以有效抑制耗能腹板平面外屈曲,与传统钢板阻尼器相比,具有较强的耗能能力;约束板合理的形状对剪切型防屈曲钢板阻尼器性能有较大影响。采用数值模拟方法对剪切型防屈曲钢板阻尼器进行参数分析,研究了宽厚比对阻尼器滞回性能的影响。结果表明腹板宽厚比取值过大或过小时,承载力和耗能性能降低,但等效黏滞阻尼系数增大。     

一字形全钢防屈曲支撑耗能性能试验研究

对一种新型防屈曲支撑进行性能试验研究。该种防屈曲支撑（以下称一字形全钢防屈曲支撑）的内核为一字形钢板,外约束单元为双腹板工字形钢,中间用薄橡胶作为无黏结材料。通过对8个一字形全钢防屈曲支撑试件进行轴向循环往复加载试验,研究了防屈曲支撑的耗能性能以及不同芯材特性、支撑长度对其耗能性能的影响。结果表明：一字形全钢防屈曲支撑的构造合理,所有试件的滞回曲线稳定饱满;芯材特性和支撑长度对于该种防屈曲支撑的耗能性能均有较大影响;以SLY225为芯材的防屈曲支撑,其耗能性能、低周疲劳性能与塑性变形能力均明显优于以SN490B为芯材的防屈曲支撑;SLY225能提供45%以上的附加有效阻尼比;增加支撑长度,防屈曲支撑的塑性变形能力与低周疲劳性能均有所下降。     

一种新型屈曲约束支撑的研制与试验研究

屈曲约束支撑由于具有受压不会屈曲失稳的性质,与含有普通支撑的框架相比,含有屈曲约束支撑的框架具有更好的耗能作用。然而常规屈曲约束支撑的芯材和无粘结材料往往采用特殊材料制成,加工制作成本较高,不利于工程推广使用。为了避免常规屈曲约束支撑存在的上述缺陷,自主研制开发了一种带有缝隙和防滑凸起的新型屈曲约束支撑。着重介绍了这种新型屈曲约束支撑的构造和特点,并对6个支撑试件进行了包括标准加载和循环加载在内的低周反复加载试验。结合试验现象,分析、探讨了支撑的破坏机理。对这种屈曲约束支撑的弹性刚度、塑性刚度、屈服荷载和屈服位移等力学指标进行了测定,并将测定结果与基于双线性模型计算出的理论值进行了比较;同时参照我国规范和FEMA356,探讨了这种屈曲约束支撑的耗能能力。试验结果表明,这种新型屈曲约束支撑各项力学指标实测值与理论值符合较好,耗能能力稳定,满足国内外规范的要求,达到了工程应用的标准。     

开槽式三重钢管防屈曲耗能支撑试验研究

基于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,设计了开槽式三重钢管防屈曲耗能支撑和普通三重钢管防屈曲耗能支撑,对7个支撑构件在轴向循环往复荷载作用下的性能进行了拟静力试验研究和有限元模拟分析,研究开槽式三重钢管防屈曲耗能支撑的滞回性能、恢复力模型、破坏特征以及不同开槽数量对支撑性能的影响情况。研究结果表明:开槽式三重钢管防屈曲耗能支撑在受拉和受压时都能屈服而不屈曲,其轴力-位移滞回曲线稳定、饱满,对称性和规律性好;开槽式支撑的屈服荷载和屈服位移小于不开槽支撑,具有提前屈服的功能,开槽不影响支撑的整体承载力,开槽式支撑的恢复力模型可以采用对称的双线性恢复力模型来描述;开槽可以使支撑的薄弱部位从核心钢管端部转移到开槽部位,使支撑具有定点屈服的功能,避免了支撑端部破坏。     

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-摇摆钢框架抗震性能研究

为提升防屈曲支撑-摇摆钢框架(BRB-RSF)的抗震性能,提出在BRB-RSF中采用螺栓和角钢连接的半刚性节点代替刚性节点,沿框架柱中心线布置后张预应力筋,并对BRB-RSF进行了拟静力试验。同时基于OpenSees建立试验框架有限元模型,并对有限元模型的正确性进行了验证。研究结果表明：具有多道抗震防线的BRB-RSF抗震性能较好,BRB和摩擦阻尼器参与耗能,同时角钢能实现可更换;有限元模型适用于BRB-RSF非线性分析;后张预应力筋减小柱底板与底梁间滑移的同时导致柱中轴力增大,但其对框架柱整体稳定性和承载力设计影响较小;半刚性节点的设置可减轻主体框架的损伤,并能实现震后可更换,但半刚性节点对BRB-RSF中BRB耗能能力有较大影响。     

不同刚度比下防屈曲支撑钢筋混凝土框架抗震性能试验研究

为研究不同刚度比防屈曲支撑(buckling-restrained brace,BRB)钢筋混凝土框架的抗震性能,设计并制作了3榀BRB水平刚度与主体框架抗侧刚度比值分别为3、5、7的减震框架,通过低周往复荷载试验,对比研究其耗能减震能力、破坏形态、BRB连接节点及节点板性能、BRB转动变形性能、BRB端部附加弯矩产生机制等,探讨与BRB连接的梁、柱构件设计方法。研究结果表明：3榀框架滞回曲线饱满,耗能能力稳定,随着刚度比的增加,屈服荷载及极限荷载提高,BRB连接节点破坏越严重;BRB连接节点板的存在使框架柱塑性铰位置由柱端移至节点板趾部附近区域;水平荷载作用下,各框架中BRB端部由于转动变形产生附加弯矩,转动变形与层间位移角近似呈线性变化关系;加强消能子结构的延性构造措施是实现大变形下BRB充分耗能的有效途径。     

Experimental investigation of hybrid buckling-restrained braces

Though a buckling-restrained brace (BRB) has good seismic performance, it cannot dissipate energy under wind loads or weak earthquakes because its core does not yield. A hybrid buckling-restrained brace (H-BRB), which is a type of hybrid damping system consisting of a BRB member and a viscoelastic damper, has been proposed to improve the wind-resisting performance of the standard BRB. In order to evaluate the wind and seismic performance of the H-BRB system, two H-BRB specimens and one BRB specimen were tested in this study. The variable for the wind performance test was the shear action mechanism of the viscoelastic damper with and without a side connection plate, and the variable for the seismic performance test was whether a separation occurred between the steel tube and a stopper after the yielding of the steel core. The wind performance test showed that H-BRB’s mechanism could be realized only when the viscoelastic damper operated with double shear action. Also, the seismic performance test demonstrated that H-BRB could satisfy the required performance when the tube and stopper were separated after the core’s yielding.     

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...     

开孔三重钢管防屈曲耗能支撑性能试验研究

设计制作两种开孔三重钢管防屈曲耗能支撑和一种不开孔三重钢管防屈曲耗能支撑试件,并对其进行低周反复加载试验,研究开孔三重钢管防屈曲耗能支撑的性能、核心钢管开孔与否防屈曲耗能支撑性能的差异、开孔排数对支撑性能的影响以及支撑的恢复力模型和破坏特征,并采用ABAQUS有限元软件对其进行分析。研究结果表明：开孔三重钢管防屈曲耗能支撑的滞回性能稳定,耗能能力强;核心钢管开孔后降低了支撑的屈服点且增大了支撑的延性;开孔三重钢管防屈曲耗能支撑的恢复力模型可采用对称的双线性模型来描述;试验结果与有限元分析结果基本吻合。