新型屈曲約束支撐開發(fā)及其抗震性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)支撐在較大壓力下有可能發(fā)生屈曲，從而限制了其使用功能和范圍。屈曲約束支撐在承受拉力和壓力的情況下，表現(xiàn)出相似的滯回性能和優(yōu)良的耗能能力，在國外逐漸得到了廣泛的應(yīng)用。本文介紹了近些年來發(fā)展和應(yīng)用比較成熟的一些形式的屈曲約束支撐。對近些年來這種支撐在一些主要抗震地區(qū)的應(yīng)用也進(jìn)行了回顧。對于新建高層鋼結(jié)構(gòu)的大量應(yīng)用案例和已有結(jié)構(gòu)的抗震加固的應(yīng)用表明，此種支撐的使用前景非常廣闊。然而，受制于這種支撐各制造廠家所擁有的專利技術(shù)，使得其在

2、國內(nèi)的應(yīng)用成本非常高，因此，研制和開發(fā)擁有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的屈曲約束支撐，是屈曲約束支撐在我國應(yīng)用推廣的一個技術(shù)關(guān)鍵。 論文從帶有理想脫粘結(jié)層的外部包覆混凝土軸心受壓圓桿的分析出發(fā)，給出了屈曲約束支撐整體穩(wěn)定的剛度準(zhǔn)則，指出此組合體的彈性屈曲荷載可以由組成系統(tǒng)的兩部分的屈曲荷載的和疊加而成。然而，約束材料僅滿足剛度條件并不能保證對中心支撐的可靠約束，還應(yīng)該滿足相應(yīng)的強(qiáng)度條件。對于屈曲約束支撐設(shè)計中屈曲約束單元和支撐單元應(yīng)該同時滿

3、足的剛度條件和強(qiáng)度條件進(jìn)行了討論，探討了不同形式屈曲約束支撐設(shè)計應(yīng)滿足的準(zhǔn)則。最后給出了設(shè)計新型屈曲約束支撐時，其屈曲約束單元和軸心受力單元應(yīng)同時滿足的剛度和強(qiáng)度準(zhǔn)則。 本文設(shè)計了三種不同截面型式的屈曲約束支撐，研究并試驗開發(fā)了新型的擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的屈曲約束支撐。試驗表明：各種不同截面形式的屈曲約束支撐均表現(xiàn)出良好的耗能性能，所得滯回曲線飽滿。一字形芯材的屈曲約束支撐在整個過程中表現(xiàn)良好。槽鋼型屈曲約束支撐芯材試驗中，小變形下

4、性能穩(wěn)定，但是在大變形時出現(xiàn)應(yīng)力集中，導(dǎo)致連接端部腹板和翼緣局部屈曲，端部連接構(gòu)造需要進(jìn)行改進(jìn)。十字形芯材屈曲約束支撐由于受初始彎曲與初始焊接應(yīng)力影響較大，在大變形時一連接端彎曲失穩(wěn)。 建立了四層與十層的分析模型，分別輸入三組六條地震波，對屈曲約束支撐框架結(jié)構(gòu)在強(qiáng)地震作用下的地震響應(yīng)進(jìn)行了分析研究。結(jié)果表明：純粹的屈曲約束支撐框架在屈曲約束支撐屈服后有形成類似于強(qiáng)梁弱柱的破壞模式，為了改善此種結(jié)構(gòu)在屈曲約束支撐屈服后的性能，增加