国标Q235热轧钢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,测试了钢材的力学性能,研究了3个钢材品种、3种截面、2种组合方式的6个防屈曲支撑试件。通过低周反复荷载加载试验,研究了防屈曲支撑的力-位移滞回曲线、割线刚度及其退化过程、等效粘滞阻尼比等抗震性能。结果表明,试件构造合理、工作可靠、抗震性能优异,Q235低碳钢热轧钢材适合于制作防屈曲支撑,其力学表现有利于今后工业产品的标准化和规格化。     

结构的耗能减震与防屈曲支撑

防屈曲支撑作为一种新型的耗能减震构件,改进了普通支撑易受压屈曲的缺点,地震时有很好的耗能能力和延性。它与框架共同组成双重抗侧力体系,目前在美国和日本有日益广泛的应用趋势,在我国个别工程中也开始使用。结合介绍这种支撑构件及支撑框架的研究和应用现状,分析了防屈曲支撑的构造和受力机理,探讨了它的应用前景。     

应用防屈曲耗能支撑进行抗震加固的研究与应用

防屈曲耗能支撑作为一种具有应用前景的耗能减震构件,克服了传统支撑受压屈曲的缺点,地震时具有良好的耗能能力和延性。本文阐述了防屈曲耗能支撑的原理,介绍了其类型、性能以及应用防屈曲耗能支撑进行抗震加固的设计方法,给出了防屈曲耗能支撑在结构加固中应用的典型实例,提出了防屈曲耗能支撑应用于加固工程领域中需加强研究的一些问题。     

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...     

混凝土套管防屈曲支撑构造及抗震试验

针对现有混凝土套管防屈曲支撑内部构造的不足提出了改进建议,设计并制作了6根混凝土套管防屈曲支撑试件,包括一字形和十字形两种钢芯截面及6种构造的混凝土套管。通过低周反复加载试验,研究了混凝土套管防屈曲支撑的抗震性能,证明所设计的混凝土套管防屈曲支撑构造合理,耗能能力良好,满足结构消能减震设计对防屈曲支撑的要求。最后,针对混凝土套管防屈曲支撑的构造及应用提出了建议。     

四角钢组合约束型防屈曲支撑的轴压试验研究

四角钢组合约束型防屈曲支撑具有轻量化及装配化等特点,其组成特点是采用高强度螺栓把4个外围约束角钢连接成整体,形成对内核构件的整体约束作用。该类防屈曲支撑受轴压荷载作用时,4个外围约束角钢之间以及内核与外围约束构件之间存在复杂的相互作用,外围约束构件受力状态复杂。文中进行了5根四角钢组合约束型防屈曲支撑在轴压循环荷载作用下的试验研究,考察其受力性能与破坏机理、轴压承载力与骨架曲线以及约束比参数对它们的影响。对试验试件建立精细化有限元模型（螺栓单元与接触单元）,模拟分析其加载过程的应力与变形发展历程。通过对比各试件的试验实测结果、理论计算结果与精细有限元模拟分析结果,表明有限元分析结果可偏于安全地预测试件的实际受力状态|如果计入内核端部附加偏心距的影响,理论设计公式可用于这类防屈曲构件的承载力设计,具有较高的可靠性。     

混合防屈曲支撑框架

在建筑规范中,可以在大地震水平作用下根据严格的性能目标(如生命安全)来设计结构体系。然而,并不能完全确定小地震水平作用下的建筑性能。最佳的结构抗震性能设计应考虑系统的稳定性、延性及耗能能力的影响。介绍一种称为混合防屈曲支撑框架(BRBF)的新型钢结构体系。"混合"指在支撑核心使用不同钢材料如低碳钢(A36)、高性能钢(HPS)和低屈服强度钢(LYP)的混合防屈曲支撑框架。对各种防屈曲支撑框架模型进行非线性静力Pushover分析和非线性增量动力分析,从而比较标准防屈曲支撑框架和混合防屈曲支撑框架体系的抗震性能。在损害程度方面,混合防屈曲支撑框架明显优于标准的防屈曲支撑框架,如能显著降低在标准防屈曲支撑框架中存在的残余位移。     

防屈曲支撑的应用与设计

防屈曲支撑通过特殊的构造,避免了中心支撑受压屈曲的问题,在受拉和受压时均可屈服而不屈曲,能更好地消耗输入结构的地震能量,近年来在国内外的应用和研究逐渐增多.简要介绍了防屈曲支撑的研究进展和应用,并探讨了防屈曲支撑的设计要点,给出了防屈曲支撑杆件的计算和构造要求.     

防屈曲支撑混凝土框架结构抗震性能试验研究

设计制作了三榀侧移刚度相同但防屈曲支撑及框架截面形式不同的混凝土框架,分别为普通梁单斜撑、宽扁梁单斜撑、普通梁人字撑,对其进行拟静力试验,研究了防屈曲支撑混凝土框架的抗震性能,包括混凝土结构的开裂及其发展状况、荷载-侧移滞回曲线、刚度退化、骨架曲线、防屈曲支撑水平荷载-轴向变形曲线等。研究结果表明：设计的防屈曲支撑及混凝土框架具有优异的协同工作性能,水平荷载-侧移滞回曲线饱满,防屈曲支撑可在较小层间位移角时进入屈服消能状态,在大位移下不失效,耗能稳定,能显著增加结构阻尼,有效降低地震反应,改善结构性态。所设计的框架节点、预埋件及连接构造受力可靠。图17表6参13     

防屈曲耗能支撑的发展状况

防屈曲支撑是一种良好的耗能减震构件,目前已经得到了实际应用。本文在前人已有的大量试验和研究成果的基础上,综述了防屈曲耗能支撑在国内外的发展和应用现状。分析了已有防屈曲支撑的优点和缺点,并针对已有防屈曲耗能支撑产品的不足,提出了需要进一步研究的问题。     

防屈曲支撑的超强系数

介绍了各国规范中关于防屈曲支撑连接节点的抗震设计条文,对与防屈曲支撑承载力超强相关的参数包括应变硬化系数和压拉不等强系数作了研究,指出美国提出了这两种系数,但并未给出具体的取值,我国的相关规定与美国类似,日本没有区别应变硬化系数和压拉不等强系数,而是以一个综合的调整系数加以考虑。     

组合套管式新型防屈曲耗能支撑试验研究及工程应用

针对传统防屈曲耗能支撑在应用上的缺点,设计了一种新型防屈曲耗能支撑。该支撑采用型钢组合套管,有自重小、易加工、制作周期短、质量容易保证等优点。对该支撑进行了反复拉压试验研究,试验滞回曲线饱满,相对变形达到1/30时无破坏迹象,表明该支撑具有良好的耗能能力和稳定的工作性能,适合在工程实践中应用。     

屈曲约束支撑技术研究与工程应用

介绍了屈曲约束支撑技术的工作原理,针对屈曲约束支撑的主要特点,分析了约束支撑需满足的材料要求,并对其连接安装方法、支撑试验及质量验收方法进行了阐述,以促进该技术的推广应用。     

两边连接屈曲约束钢板剪力墙受力机理与等效支撑模型

采用理论分析和有限元方法,针对两边连接屈曲约束钢板剪力墙的受力机理和传力规律进行研究。提出了钢板墙边缘约束区的概念并确定了边缘约束区的宽度,分析了钢板墙的屈服形状、钢板墙内各部分应力流的分布规律和钢板墙与梁连接处的受力特点等。在此基础上提出了两边连接屈曲约束钢板剪力墙等效支撑模型,对不同尺寸、不同层数的框架 屈曲约束钢板剪力墙结构和框架 等效支撑结构在水平荷载作用下的力学性能进行分析,并对两种结构的荷载 位移曲线进行了对比。分析表明,所提出的等效支撑模型在结构刚度和承载力方面具有较好的准确性,无论是单调加载还是反复加载均能准确地模拟两边连接屈曲约束钢板剪力墙结构的受力行为。     

基于可靠度理论的屈曲约束支撑节点连接设计原则

根据同济大学采用国产低碳钢和低屈服点钢开发研制的TJI型与TJII型屈曲约束支撑的大量试验结果,应用统计分析与可靠度理论,确定了上述屈曲约束支撑节点连接设计的原则。给出了目标可靠度指标为3.2,屈曲约束支撑核心采用不同钢材时,各种节点连接形式的设计安全系数。     

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。     

基于极限承载力平面屈曲约束支撑钢框架整体可靠度设计

以最简形式的功能函数描述平面屈曲约束支撑钢框架在静力荷载作用下的体系极限承载力状态,利用对偶变数抽样法与指数多项式近似概率密度法对结构整体抗力的概率密度函数及其统计特征进行了估计。考虑两种基本荷载组合,在对平面屈曲约束支撑钢框架结构整体可靠度评价的基础上,给出了在一定目标可靠度下的基于结构体系极限承载力可靠度的实用设计公式。通过一个具体算例表明,该设计方法既比传统的基于构件可靠度的设计方法经济,又能保证结构体系的可靠度。     

Q235钢芯材屈曲约束支撑的超强特性研究

以国内外近年来的各类型屈曲约束支撑（BRB）的试验数据为基础,提出了与BRB承载力超强相关的应变硬化系数和拉压不平衡系数上限值的计算公式。设计并完成了7组Q235钢芯材BRB轴心受力试验,分析了超强系数与峰值应变和累积塑性应变之间的关系,研究了加载速率对超强系数的影响。结果表明：虽然离散性较大,但Q235钢芯材BRB的应变硬化系数和拉压不平衡系数均表现出随峰值应变的增大而增大的趋势。在设计中可采用建议的超强系数包络值以更加合理地考虑BRB的超强特性。BRB是位移相关型消能器,但试验中BRB试件在应变速率约为01/s的动力加载作用下的拉压不平衡系数明显大于相同峰值应变下静力加载试验结果,说明加载速率对BRB受压性能影响明显,对该现象有待深入研究。     

Design and seismic response of tall chevron panel buckling‐restrained braced steel frames

The numerical analysis of the seismic performance for tall chevron panel buckling‐restrained braced steel frames (PBRBFs) under small and strong earthquake excitations has been carried out to investigate a capacity design procedure for chevron PBRBFs and to examine the effects of axial strength distribution of braces along the height of buildings, vertical supports of braces for the braced beams and the overstrength of braces on the seismic response of PBRBFs. It revealed that the chevron braces that remained elastic can actually provide the vertical supports for the braced beams. Under severe earthquake excitations, the vertical supports deteriorated greatly after braces yielding. The PBRBFs designed by omitting vertical supports of braces for the braced beams and considering the overstrength of braces exhibited superior performance with smaller plastic deformations for braced beams and reduction in ductility demands for panel buckling‐restrained braces (PBRBs) as compared with the others. The distribution of yielding for PBRBs in 10‐story buildings verified that the participation from the higher modes is not very remarkable and that the capacity design based on the first‐mode response can be considered for multistory PBRBFs. Moreover, on the basis of the analysis results of the 30‐story PBRBF, the participation of the higher modes should be taken into account for high‐rise PBRBFs. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

多层屈曲约束斜撑钢框架弹塑性分析研究

以多层屈曲约束斜撑钢框架为主要研究对象,斜撑框架强度CB以及屈曲约束斜撑的水平力分担率β为主要研究参数,拟设计6个建筑模型,对各模型进行了基于塑性铰理论的二阶非线性时程分析,考察了强震作用下各模型各层的层间位移、层剪力、屈曲约束斜撑的塑性能量分布等。结果表明,各模型的强度CB值从0.3增大到0.5或屈曲约束斜撑的水平力分担率β值从30%增大到90%时,各模型的各层最大层间位移反应值中的弯曲变形反应值越大,这种情况上层部位更明显。随着斜撑框架强度CB值或屈曲约束斜撑的水平力分担率β值的增加,各模型的各层屈曲约束斜撑分担的剪力和各层最大层剪力比值也变大。