新型防屈曲支撐的理論及試驗研究.pdf

1、作為一種有效的耗能減震構(gòu)件，防屈曲支撐在美國、日本及我國臺灣地區(qū)已經(jīng)得到較為廣泛的研究和應(yīng)用。在我國大陸地區(qū)，對防屈曲支撐的研究工作正處在起步階段，尚有許多問題需要進行深入研究。 本文在系統(tǒng)總結(jié)防屈曲支撐的發(fā)展?fàn)顩r和國內(nèi)外研究進展的基礎(chǔ)上，針對現(xiàn)有防屈曲支撐尚存在的不足，設(shè)計并研制了新型全鋼結(jié)構(gòu)縱向和橫向約束的低屈服點鋼防屈曲支撐，并對這種新型防屈曲支撐的力學(xué)性能進行了理論分析及有限元數(shù)值模擬，并開展了材料性能試驗和支撐構(gòu)件的力

2、學(xué)性能試驗。本文的研究內(nèi)容和結(jié)論主要包括在以下幾個方面： 1．對本文提出的新型防屈曲支撐構(gòu)件的基本力學(xué)性能進行理論研究。通過分析支撐整體穩(wěn)定、核心構(gòu)件局部穩(wěn)定以及連接段穩(wěn)定問題，給出了防屈曲支撐正常工作所需的屈曲約束機構(gòu)的剛度和連接段寬厚比。通過分析核心構(gòu)件與屈曲約束機構(gòu)之間的間隙控制問題，提出利用聚四氟乙烯隔離條的彈性變形代替設(shè)置間隙來提供支撐的膨脹變形空間。 2．利用有限元軟件ANSYS對支撐構(gòu)件進行數(shù)值模擬。通過極

3、限承載力分析，考察了縱、橫向約束的構(gòu)造尺寸、屈曲約束機構(gòu)的約束剛度、核心構(gòu)件與屈曲約束機構(gòu)的間隙等參數(shù)對支撐性能的影響，并提出各參數(shù)的合理取值。 3．對國產(chǎn)低屈服點LY160鋼材進行材料性能試驗，并對研制的全鋼結(jié)構(gòu)縱向和橫向約束的低屈服點鋼防屈曲支撐進行力學(xué)性能試驗。試驗研究表明： 1）與核心構(gòu)件采用普通Q235鋼材制成的防屈曲支撐相比，核心構(gòu)件采用低屈服點LY160鋼材制成的防屈曲支撐具有非常突出的塑性變形能力和優(yōu)良的

4、耗能性能，更適合工程推廣使用； 2）鋼橫向約束的防屈曲支撐在15倍屈服位移變形幅值內(nèi)的力學(xué)性能良好且滯回性能穩(wěn)定，與理論及有限元分析結(jié)果吻合較好，滿足一般使用需求，但大變形下易出現(xiàn)局部屈曲，影響了其持續(xù)的耗能性能。為滿足工程需要，其約束構(gòu)造尚需進行進一步優(yōu)化； 3）鋼縱向約束的防屈曲支撐的力學(xué)性能穩(wěn)定，彈性剛度、塑性剛度、屈服荷載與屈服位移、耗能指標(biāo)等參數(shù)的試驗結(jié)果與理論及有限元分析結(jié)果吻合很好，滿足國內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要