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屈曲约束支撑(BRB)式延性桁框结构在循环荷载作用下的破坏机理 屈曲约束支撑(BRB)式延性桁框结构在循环荷载作用下的破坏机理 摘要: 屈曲约束支撑(BRB)式延性桁框结构,作为一种新型的结构体系,在工程设计中越来越受到重视。该结构体系具备良好的抗震性能和纵向分布延性,然而,在循环荷载作用下,BRB承受极大的振动和剪应力,可能导致其破坏。本文以BRB式延性桁框结构为研究对象,总结了该结构体系在循环荷载作用下的破坏机理,并对其在工程实践中的应用进行了讨论和分析。 关键词:屈曲约束支撑(BRB);延性桁框结构;循环荷载;破坏机理;抗震性能 一、引言 近年来,由于地震灾害的频繁发生和对建筑物抗震能力要求的提高,人们开始关注新型的抗震结构体系,屈曲约束支撑(BRB)式延性桁框结构正是其中之一。该结构体系具备良好的抗震性能和纵向分布延性,得到了商业、住宅等建筑物的广泛应用。然而,在循环荷载作用下,BRB承受大量的应力,可能会导致其破坏,因此,研究该结构体系在循环荷载下的破坏机理,对于进一步完善BRB式延性桁框结构的设计和应用具有重要意义。 二、延性桁框结构的概述 延性桁框结构是一种新型的抗震结构,其具备良好的耗能能力和塑性变形能力。该结构体系通常由框架和跨越节数量较多的钢板楼盖构成,其结构可分为三层:上层是框架结构,中间层是钢板楼盖结构,下层是剪力墙。延性桁框结构采用双侧刚性支承系统和端部扭曲约束系统,以保证截面达到强度和稳定性最佳状态,在地震荷载下能充分发挥其良好的延性,从而发挥抗震性能。 三、BRB式延性桁框结构的破坏机理 在BRB式延性桁框结构中,BRB作为支撑主力,在循环荷载下承受的应力和振动十分复杂和繁重,因此,正确认识和分析其破坏机理对于BRB式延性桁框结构的设计和应用具有重要的意义。 1.屈曲破坏 由于BRB本身具备很高的刚度和强度,在循环荷载下,其承受的压应力和剪应力会增加,从而使得其进入到屈曲状态。当屈曲弯曲到一定程度,即发生屈曲破坏。破坏时BRB本身通过其内部的约束机制,将塑性变形成为纵向分布延性,从而发挥抗震措施。 2.动态破坏 BRB在循环荷载下承受的振动也非常复杂和繁重,如果振动幅值超过其材料允许的塑性变形程度,可能会引起动态破坏。动态破坏表现为BRB的损伤程度不断加剧,最终断裂。 3.软弱节点破坏 BRB与结构间的连接节点是屈曲约束支撑结构中的软弱节点。当BRB在循环荷载下存在切割破坏或者屈曲现象时,连接节点所承受的应力和变形都会变得异常复杂,从而使得连接节点容易发生破坏。若连接节点在破坏前未发生协同变形,将导致连接节点的摆动。 四、BRB式延性桁框结构的应用与展望 BRB式延性桁框结构作为新型的抗震结构体系,已经被广泛应用于商业、住宅等建筑物,展现了良好的抗震性能和纵向分布延性。然而,该结构体系在工程实践中还存在一些问题,如结构型式单一、连接节点容易破坏等,需要进一步的研究和完善。 未来的研究方向可以从以下几个方面展开: 1.设计更为科学的连接节点,使其能够承受更复杂应力和变形。 2.优化BRB的材料、几何形状和规格等参数,使其更适合其破坏机理,并发挥其抗震性能及纵向分布延性。 3.发展新型的BRB式延性桁框结构,不断完善其结构形式,使其能够适应更复杂的工程需求。 总之,BRB式延性桁框结构的破坏机理对于其应用具有重要意义。在未来的研究中,需要深入探究BRB式延性桁框结构的破坏机制,完善其结构形式,以更好地发挥其抗震性能。