新型铝合金耗能支撑屈曲约束条件研究

在国外已进行的相关铝合金材料及其屈曲约束支撑(BRB)试验基础上,对铝合金耗能支撑(ALBRB)的受力性能进行了进一步的数值分析。主要目的是对ALBRB进行参数化研究,找出影响其整体及局部屈曲的关键因素。结果发现利用约束比设计BRB的传统方法不能充分考虑偏心距、初始缺陷的影响,采用安全系数法能克服这一问题。为开发适用于空间结构减震的新型ALBRB,设计了一种质量更轻、构造更简单、性能更稳定的ALBRB,并对其防屈曲性能进行了理论推导和数值模拟。结果表明新型ALBRB单调加载下稳定性能良好,循环加载下其滞回曲线饱满稳定具备良好的耗能能力,对于大跨空间结构抗震应用具有积极意义。     

高性能铝合金耗能支撑抗震性能研究

对国外已进行的相关铝合金材料及其BRB构件试验进行了分类总结,从强度、延性、应变硬化以及疲劳等结构分析的要点进行了比较研究。经过热处理的铝合金材料其屈服强度较高但延性降低,不同牌号铝合金在循环加载下的应变硬化现象差别较大,但最大应变硬化率不超过1%。采用焊接加劲端板的铝合金BRB的低周疲劳性能比螺栓连接加劲端板的试件差,核芯板中部是否点焊限位塞对铝合金BRB(ALBRB)的低周疲劳性能影响很大。在试验研究的基础上推导了装配式铝合金BRB的整体稳定和局部稳定条件,并对相关设计参数进行了有限元分析验证。     

端部加强型双重钢管防屈曲支撑试验研究

为了研究端部加强型双重钢管防屈曲支撑的力学性能,检验间隙及约束比变化对支撑性能的影响,设计并制作了6个防屈曲支撑试件,通过低周循环加载静力试验,研究了力-位移滞回曲线、恢复力模型、割线刚度变化规律、粘滞等效阻尼比、耗能系数等滞回性能,并比较研究了间隙及约束比变化对防屈曲支撑性能的影响.研究表明:端部加强型双重钢管防屈曲支撑性能稳定,延性较高,具有良好的耗能性能和抗低周疲劳特性,其恢复力特性可以采用双线性模型进行描述;间隙应控制在合理的范围内,大于2mm或为0mm时均不利于内核钢管材料强度的发挥,影响支撑的耗能及延性;随着约束比的增大,耗能能力增强,但增加的幅度变小,在满足约束比限值情况下,约束比的变化对支撑的性能不产生明显的影响.     

新型防屈曲耗能支撑的设计、试验及其减震性能研究

设计制作了一种新型全钢、装配式的防屈曲耗能支撑(BRB),给出了主要的理论计算公式,采用有限元方法对其工作过程和机理进行数值模拟并进行了足尺实验研究,最后,将这种装置安装到框架结构,基于非线性动力时程分析评估其减震性能.研究结果表明了简化计算和有限元分析在产品初步设计中的有效性;防屈曲耗能支撑明显减小了结构动力响应,提...     

带防屈曲支撑的钢管混凝土框架抗震性能参数分析

设置防屈曲支撑的钢管混凝土框架是一种新型钢管混凝土减震结构。采用有限元软件Opensees对设置防屈曲支撑的单层单跨钢管混凝土减震框架进行数值模拟,研究了框架梁柱线刚度比、防屈曲支撑初始刚度以及钢管混凝土柱轴压比等设计参数对该减震结构抗震性能的影响。研究结果表明：1数值模拟和试验结果吻合较好,验证了有限元模型的正确性;2梁柱线刚度比在0.1~0.3之间变化时,钢管混凝土减震框架的抗震性能较好;3BRB耗能支撑的初始刚度K1在40~80kN/mm变化时,减震框架的耗能减震效应较明显;4在合理的钢管混凝土柱轴压比范围内,当轴压比较大时,在钢管混凝土框架中设置防屈曲支撑能明显地提高结构的耗能能力和改善结构的强度退化现象。     

屈曲约束支撑的研究进展及其在结构抗震加固中的应用

本文首先介绍了屈曲约束支撑(BRB)的最新研究进展。屈曲约束支撑在承受拉力和压力的情况下,表现出相同的滞回性能和优良的耗能能力。文章介绍了近些年来发展和应用比较成熟的一些形式的屈曲约束支撑。对于近些年来这种支撑在一些主要抗震地区的应用进行了回顾。对于新建高层钢结构的大量应用案例和已有结构的抗震加固的应用表明,此种支撑的使用前景非常广阔。     

铝管约束轻型防屈曲支撑的实验研究

针对传统的混凝土灌浆型和全钢型防屈曲支撑质量较大,无法适用于大跨空间结构等轻型建筑的问题,本文提出一种铝管约束轻型防屈曲支撑的设计方法。在核心钢管和约束管间设置不同宽度的间隙并对部分核心钢管进行开孔,通过拉压往复试验,研究了间隙和开孔对试件性能的影响,得到构件的相关恢复力特征,并分析了试件相关参数对耗能特性的影响。结果表明,本文设计的轻型防屈曲约束支撑,滞回曲线饱满,耗能效果良好;核心钢管宜开孔且支撑间隙应设置在1 mm左右,以减轻试件端部压力并简化施工工艺。     

新型装配式屈曲约束支撑试验研究

为了克服普通灌浆型屈曲约束支撑加工周期较长、钢结构加工和填充料加工交叉作业等缺点,提出了一种新型装配式屈曲约束支撑;该支撑采用填充料分段预制,然后与支撑芯板及外套筒组合拼装的加工方式,使得钢结构部分和灌浆料部分同时进行加工,简化了支撑加工工序,缩短了加工周期,降低了支撑制造过程中的人工费用。并对该新型屈曲约束支撑进行了往复加载试验,对试验数据进行分析处理。结果表明:此新型装配式屈曲约束支撑具有很好的滞回特征和耗能性能,各项指标均符合《建筑抗震设计规范》对位移相关型消能器的性能指标要求,是一种十分有效的耗能构件。     

双阶屈服屈曲约束支撑的实现方法及数值分析

屈曲约束支撑(buckling restrained brace, BRB)作为一种具备承载能力和耗能能力的阻尼器,在工程中得到了广泛应用。然而传统的屈曲约束支撑为避免发生低周疲劳破坏,在多遇地震工况下被设计为弹性支撑,无法耗散地震输入的能量。总结了分阶段屈服屈曲约束支撑的研究现状,并在此基础上通过改变一阶屈服耗能阻尼器的类型,提出了一阶阻尼器为摩擦型阻尼器的双阶屈服屈曲约束支撑(double-stage yield buckling restrained brace, DYBRB),分析了其构造形式、工作原理及力学模型,并利用有限元软件ABAQUS对其进行了模拟分析,通过改变一、二阶刚度比和摩擦阻尼器摩擦力与芯板屈服力比,对比不同支撑的等效黏滞阻尼系数。结果表明：该DYBRB的构造合理,滞回曲线饱满,具有明显的分阶段屈服能力,且在小位移下可以实现耗能,提高了支撑全过程耗能能力。一、二阶刚度比取4左右,摩擦阻尼器摩擦力比例取0.75～1时,DYBRB全过程的耗能能力较好。     

间隙与支座类型对开孔三重钢管防屈曲耗能支撑性能的影响

利用ABAQUS有限元分析软件对开孔三重钢管防屈曲耗能支撑进行拉压循环荷载作用下的滞回性能、支撑的承载力及核心管的应力和变形进行模拟分析,研究了核心管与内外约束管之间的间隙和支撑的支座类型对支撑性能的影响。研究结果表明:当间隙为0 mm时,防屈曲耗能支撑在加载过程中出现套箍效应和整体屈曲现象;当间隙为1~2 mm时,加载过程中不出现套箍效应和屈曲现象;当间隙大于3 mm时,三钢管出现明显的弯曲,建议支撑的间隙控制在1~2 mm之间;当支座类型为铰接时,支撑还没屈服就已经屈曲;当支座类型为半刚接时,加载到38 mm时支撑发生屈曲;当支座类型为刚接时,支撑在加载的过程中不出现屈曲现象,在设计的过程中按铰接考虑是偏于安全的。