新型全钢防屈曲支撑的耗能研究.doc

新型全钢防屈曲支撑的耗能研究防屈曲支撑是一种新型的耗能构件,通常由内核芯和外围约束构件组成,内核芯大多选用低屈服点的钢材,轴向荷载直接作用于内核芯,外围单元只对内核芯起到约束的作用,提高内核芯的屈曲荷载并使其全截面达到屈服。框架结构的抗侧刚度较小,结构遇到强地震作用或风荷载时,会产生较大的侧移,所以防屈曲耗能支撑主要用于框架结构中作为抗侧力构件,提高框架结构的抗侧刚度。钢管混凝土防屈曲支撑是常见的,但需要在内核芯和混凝土之间做无粘结处理并留适当的间隙,所以制作难度较大,生产周期较长;全钢防屈曲支撑虽然较钢管混凝土支撑加工方便,但常见的支撑截面形式为单核心截面,与框架的节点板的连接较为复杂,而且外围约束构件大多采用整体式或焊接。基于以上的分析,相应的提出了双T型装配式全钢防屈曲支撑,内核芯采用双截面便于夹住框架节点板,减少连接长度;外围约束构件相对应的选用我国的型钢并采用高强螺栓拼装,适合于工业化批量生产并现场安装和维修。本文的研究方式为理论分析结合有限元数值模拟,深入分析研究该类新型防屈曲支撑结构体系的抗震性能。具体内容如下:(1)对防屈曲耗能支撑进行理论上的分析研究,通过对防屈曲耗能支撑进行整体屈曲失稳和局部屈曲失稳分析推导出约束比和宽厚比的限值,对内核芯的变形分析得出合理的间隙值。(2)利用有限元软件ABAQUS对双T型全钢装配式防屈曲支撑进行有限元数值模拟,对影响其力学行为的参数进行研究分析;分别具体分析考察了会影响防屈曲耗能支撑力学行为的参数:内核芯和外围约束构件之间的间隙、约束比、内核芯宽厚比和螺栓间距,得到合理的参数值范围。在同等条件下,对比分析了普通支撑和双T型防屈曲支撑的耗能滞回特性。(3)基于上述研究分析,利用编程软件OpenSees进一步研究该类防屈曲支撑在组合框架结构体系的抗震性能,并与纯框架结构体系和普通支撑框架结构体系进行对比分析,从第三章提取了防屈曲支撑的滞回性能骨架曲线并赋给结构体系中的防屈曲支撑。在罕遇地震非线性时程分析中对三种结构体系的层剪力、层间位移角和顶点侧移进行分析对比,发现在罕遇地震作用下该类双T形防屈曲支撑的减震耗能能力良好。