發(fā)布時(shí)間：2019-07-10 19:51

【摘要】：屈曲約束支撐通過(guò)外圍約束單元抑制內(nèi)部芯材在軸向荷載下產(chǎn)生屈曲失穩(wěn)現(xiàn)象，不僅起到普通支撐的作用，而且其滯回曲線(xiàn)飽滿(mǎn)，地震作用下，屈曲約束支撐先于主體結(jié)構(gòu)屈服，減輕主體結(jié)構(gòu)的震害程度，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)體系的抗震性能，是屈曲約束支撐框架結(jié)構(gòu)體系抵抗地震作用的第一道防線(xiàn)。本文基于屈曲約束支撐的工作原理對(duì)其構(gòu)造設(shè)計(jì)的若干關(guān)鍵理論問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)探討，通過(guò)數(shù)值模擬分析了相關(guān)參數(shù)對(duì)其性能的影響，提出了端部加強(qiáng)型屈曲約束支撐的設(shè)計(jì)方法；針對(duì)我國(guó)鋼材市場(chǎng)，選取國(guó)標(biāo)Q235角鋼作為支撐內(nèi)核芯材，設(shè)計(jì)并制作了6個(gè)支撐構(gòu)件，通過(guò)低周循環(huán)加載試驗(yàn)，檢驗(yàn)了其消能減震性為；通過(guò)對(duì)支撐框架結(jié)構(gòu)體系消能減震的理論分析及數(shù)值模擬研究，詳細(xì)分析了屈曲約束支撐的布置方式及抗側(cè)剛度比等對(duì)支撐框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響；根據(jù)能量守恒原理，提出了支撐框架結(jié)構(gòu)基于能量的設(shè)計(jì)方法。
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圖片說(shuō)明： - 2 -屈曲約束支撐是一種新型的耗能支撐，主要由三個(gè)部分構(gòu)成：芯材、無(wú)粘結(jié)材料和外圍約束機(jī)制（如圖1.1所示）。屈曲約束支撐通過(guò)芯材在軸向力作用下產(chǎn)生的塑性變形來(lái)耗散地震能量。為防止芯材出現(xiàn)受壓屈曲失穩(wěn)現(xiàn)象，保證受拉和受壓時(shí)均能實(shí)現(xiàn)全截面屈服，在芯材外圍設(shè)有屈曲約束機(jī)制。由于泊松效應(yīng)，芯材受壓時(shí)膨脹，需在芯材與約束套管之間留有厚度適中的間隙。通過(guò)芯材外圍涂刷的無(wú)粘結(jié)材料，不僅可以實(shí)現(xiàn)設(shè)置間隙的目的，而且降低芯材與約束套管的摩阻力，保證了芯材的受力均勻。正是基于上述原理，屈曲約束支撐在軸向拉壓力作用下均能實(shí)現(xiàn)全截面屈服，改善了普通支撐受壓屈曲的特點(diǎn)，使屈曲約束支撐不僅具有普通支撐的優(yōu)點(diǎn)，而且具有優(yōu)異的耗能行為（如圖1.2所示）
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圖片說(shuō)明： （3）芯材基本構(gòu)成為達(dá)到理想的耗能效果，作為內(nèi)核單元的芯材通常選用中低強(qiáng)度鋼材。由縱向來(lái)看，芯材主要包括屈服耗能段、過(guò)渡段和連接段等三個(gè)部分（如圖1.4所示）。圖 1.4 屈曲約束支撐構(gòu)件的縱向組成Fig.1.4 The longitudinal component of BRB作為耗能部分的屈服段是屈曲約束支撐的核心部分，在軸向力作用下，通過(guò)外圍套管的約束，芯材屈服段屈服，產(chǎn)生塑性變形，進(jìn)而耗散地震能力。作為連接支撐與框架節(jié)點(diǎn)板的連接段，其未被外圍約束套管所包裹。為便于安裝及維護(hù)，支撐與框架通常用螺栓連接[13-15]，，也可采用鉸接[16]或焊接[17]。過(guò)渡段是屈服段的延伸部分，其部分被套管所包裹，為保證過(guò)渡段在彈性范圍內(nèi)工作及未被套管約束部位不產(chǎn)生屈曲失穩(wěn)，通常需增大截面寬度或貼焊補(bǔ)強(qiáng)鋼板來(lái)增大芯材的截面面積（如圖1.5、圖1.6所示）。為減少應(yīng)力集中[18]，過(guò)渡段的變
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京）
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TU375.4;TU352.11

【參考文獻(xiàn)】

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