一种新型全钢屈曲支撑在不同内径宽厚比下的受力性能

提出了一种新型全钢支撑,该支撑相比传统支撑,具有重量轻、造价低、便于组装的优点,对支撑施加低周往复位移荷载,通过ABAQUS有限元软件比对了传统支撑与管中管支撑(TinT)的抗震滞回性能。比较结果显示,支撑的受压承载力提高约150%,滞回性能提高约100%。同时研究了该支撑在不同内径宽厚比下的受力性能,对支撑的位移荷载曲线、骨架曲线的分析表明,支撑在内径宽厚比为18.0～22.5时,支撑滞回性能良好,当宽厚比超过27.0时,支撑较早的出现了应力屈服现象,该新型支撑具有较好的受力性能和滞回性能。

全钢屈曲约束支撑钢结构梁柱安装连接力学性能

为避免地震作用下钢梁柱连接发生脆性断裂和塑性屈服,提出一种新型全钢屈曲约束支撑的钢结构梁柱连接方式。全钢屈曲约束支撑通过销钉与钢梁柱构件连接,形成新的连接体系。以T型梁柱连接钢结构为研究对象,考虑一侧安装全钢屈曲约束支撑(S型)和两侧安装(D型)两种结构型式。并进行耗能指数和等效粘性阻尼系数等参数研究,以评估钢结构梁柱安装连接的力学性能。实验结果表明,与S型连接相比,D型连接的滞回曲线更加饱满,这表明在梁翼缘两侧设置阻尼的结构可以使新的钢结构梁柱安装连接方法具有更强的消能能力。且在旋转角度为0.01rad之前,S型试样的等效粘滞阻尼系数大于D型试样。

十字形内芯全钢防屈曲支撑构件及子系统足尺试验

以北京某办公楼实际工程为依托,对内芯为十字形的全钢防屈曲支撑进行支撑构件及子系统足尺试验研究,以了解其性能及合理构造。首先根据性能要求进行初步设计。继而在MTS上对设计的第一根构件进行单轴拉压试验,由于加工精度不足引起的偏心等原因,出现绕弱轴弯曲,试验终止。改进设计制作第二根构件进行试验,内芯在其与外套管点焊位置断裂,表明内芯屈服段除必要的板件之间的连接焊缝外,不应出现额外焊缝连接接头。采用在下端加劲肋处局部加厚方式限制外套管下滑,设计了第三根构件并安装到加载框架上进行子系统足尺试验,完成加载制度时支撑完好,且滞回曲线饱满稳定,受压强度提高系数及累积延性系数均满足规程要求。试验证明,改进后的十字形内芯全钢防屈曲支撑具有良好的延性及耗能能力。

全钢自复位屈曲约束支撑理论与数值分析

为控制地震作用下框架结构的最大层间位移和残余变形,给出一种基于全钢屈曲约束支撑的自复位耗能支撑的设计思路。这种自复位屈曲约束支撑采用预应力钢绞线作为自复位系统,所以被称为全钢自复位屈曲约束支撑。为克服预应力钢绞线极限弹性变形的限定,给出一种串联两束预应力筋的设计构造。理论分析表明:这种串联两束预应力筋自复位系统使得自复位屈曲约束支撑的轴向变形是单束预应力钢绞线作为自复位系统时的两倍;同时指出,预应力筋的初始预张力应大于给定值,才能够保证自复位屈曲约束支撑的性能;根据上述分析同时给出了一种可能的全钢自复位屈曲约束支撑的设计方案;数值模拟表明减小自复位屈曲约束支撑核心板屈服段的长度可以提高支撑的耗能能力。

一字内芯全钢防屈曲支撑的有限元分析

一字内芯全钢防屈曲支撑具有构造简单和重量轻等特点。本文通过对一字内芯全钢约束防屈曲支撑进行有限元分析,给出了支撑内芯宽厚比的取值范围和不同初弯曲下支撑约束比的取值范围,以供支撑设计人员参考。

考虑摩擦效应影响的全钢防屈曲支撑局部稳定设计方法

整体稳定及局部稳定控制是保证防屈曲支撑滞回耗能能力的关键,由于全钢防屈曲支撑耗能部件与约束部件间摩擦效应的存在,更易发生局部失稳破坏。理论分析防屈曲支撑局部失稳破坏机理,推导约束部件的抗鼓曲承载力及考虑摩擦效应的最大局部挤压力计算式,建立考虑摩擦效应影响的全钢防屈曲支撑局部稳定设计准则。结果表明,局部挤压力呈端部大中间小的分布特点,抗鼓曲承载力随约束部件厚度及材料屈服强度的增加而增大,满足局部稳定设计准则的条件下,取更大的宽度比及更小的间隙值,可提高和保证防屈曲支撑的局部稳定性。

具有检视窗的全钢型屈曲约束支撑的力学行为

屈曲约束支撑已被广泛的应用于结构的被动控制中,大量的试验证明其不仅改善了传统斜撑的缺点且能提供良好的消能机制。传统的屈曲约束支撑通常采用全封闭式,即主受力单元包覆在围束单元和侧撑单元之中,在制造过程中及震后皆无法从外部直接观察内部变化或破坏情况。本研究提出具有检视窗的全钢型屈曲约束支撑,在不影响其强度的前提下针对检视窗的大小以及位置进行研究,提供一个经济可行、施工便利且符合严格试验规范要求的屈曲约束支撑。试验采用缩尺全钢型屈曲约束支撑为测试试件,试验结果满足规范要求,所有试件均在合理位置产生破坏,主受力单元破坏情况皆可由检视窗观察得到。

一种新型全钢屈曲约束支撑静动力学性能分析

传统的全钢屈曲约束支撑(BRB)中,由于一字形内芯缺乏长度方向的有效约束,其时常表现出明显的局部屈曲效应,大幅降低BRB的疲劳性能.鉴于此,本文提出了一种新型全钢BRB,其采用两块T型钢板作为次要约束构件,取代传统的混凝土或砂浆对内芯的约束作用.为了深入分析新型全钢BRB实际受力状态,本文基于Abaqus非线性有限元软件,对其进行数值分析,并将模拟结果与试验结果进行对比以验证数值模拟的有效性与准确性.试验与模拟结果的高度吻合表明,本文建立的有限元模型可以作为新型全钢BRB参数化分析的基准模型,用以研究内芯的初始缺陷与宽厚比;内芯与外套管之间的摩擦系数与间隙以及外部约束角钢的厚度等因素对其耗能性能的影响.上述相关因素的参数化分析结果表明,经过合理设计的新型全钢BRB可以展现出良好的耗能性能.

十字型内芯全钢防屈曲支撑的有限元分析

全钢防屈曲钢支撑是一种在大震下能够屈服而不易屈曲的耗能支撑形式,具有良好的抗震性能。本文通过对十字型内芯全钢防屈曲钢支撑的有限元分析,给出该支撑在不同破坏模式下约束比,内芯宽厚比以及初始缺陷的影响,为实际工程应用提供参考。

全钢屈曲约束支撑性能影响试验研究

设计了2根尺寸完全相同的全钢屈曲约束支撑(BRB)试件,1根试件未设无黏结层,另1根试件设无黏结层。对2根试件进行了低周往复试验,分析了无黏结层对全钢BRB破坏形式、滞回性能、等效粘滞阻尼比、拉压不平衡系数等的影响。结果表明:设无黏结层全钢BRB的疲劳性能略优于未设无黏结层全钢BRB;设无黏结层全钢BRB的拉压不平衡系数远小于未设无黏结层全钢BRB。

一种新型全钢防屈曲支撑在不同截面形式下的受力性能研究

参考国内外文献,提出一种新型的全钢防屈曲支撑(简称TinT),该类支撑采用工厂预制的型钢经过焊接而成,相比传统支撑具有自重轻、制作简易、成本低的优点。通过通用有限元软件ABAQUS精确分析三类不同截面形式的防屈曲支撑在非线性情况下的滞回耗能性能,结果表明(1)三种不同截面形式的TinT支撑抗震滞回性能均优于传统支撑,滞回性能均提高约150%(2)三种防屈曲支撑中,截面形式为方管套圆管的防屈曲支撑具有较好的滞回性能,能够完成2%SDR的往复拉压位移加载,内管在2%SDR位移荷载的第一圈发生屈曲(3)截面形式为双矩管的防屈曲支撑具有较好轴向受压极限承载力,能够达到2500kN的轴向单压承载力,相比另两种截面形式的防屈曲支撑提高约30%。

双一字内芯全钢防屈曲支撑的力学性能分析

防屈曲支撑主要由内芯和外围约束构件两部分组成。双一字内芯全钢防屈曲支撑作为双核心全钢防屈曲支撑中的一种,具有构造简单、重量轻和连接长度短等优点。本文通过对双一字内芯全钢约束防屈曲支撑进行有限元分析,给出了支撑内芯宽厚比的取值范围和不同初弯曲下支撑宽厚比的取值范围,以供支撑设计人员参考。

新型全钢防屈曲支撑滞回性能的数值分析

普通全钢防屈曲支撑(BRB)通常采用的一字形钢板作为内芯,在纵向容易出现局部屈曲,为此一种新型全钢BRB应运而生以缓解上述不利影响,该装置采用两块T型钢板作为次要约束构件,取代传统混凝土或砂浆在纵向对内芯的约束作用。为探究内芯初始缺陷、内芯与T型板之间的摩擦系数与间隙、内芯的宽厚比等因素对装置滞回性能影响,借助非线性有限元软件,对该新型全钢BRB展开数值模拟分析,通过模拟结果与试验结果的对比表明,该有限元模型能够很好重现全钢BRB的力学响应,建模方式可以作为全钢BRB参数化分析途径;通过上述相关因素的参数化分析表明,经过合理设计的新型全钢BRB可展现出诸多优势并具有良好的抗震性能。

无黏结材料对全钢屈曲约束支撑受力性能影响的试验研究

试验设计了2个几何尺寸相同的全钢屈曲约束支撑(BRB)试件,其中1个试件在核心板和约束部件之间采用无黏结材料,另1个试件未采用无黏结材料。通过低周往复加载试验,分析了无黏结材料对全钢BRB滞回性能、失效模式、受压承载力调整系数和残余变形等的影响。结果表明:采用和未采用无黏结材料的全钢BRB均表现较好的低周疲劳性能,但采用无黏结材料后,全钢BRB在等幅加载中的循环次数增加了21%,低周疲劳性能略有提高;未采用无黏结材料的全钢BRB的受压承载力调整系数远大于采用无黏结材料的全钢BRB;无黏结材料减小了全钢BRB核心板和约束板之间的摩擦力,避免核心板磨损;核心板和约束板间的摩擦力导致核心板屈服段中部收缩、两端膨胀,未采用无黏结材料的全钢BRB残余变形更为显著,且核心板端部膨胀会挤压填充板条。

全钢防屈曲支撑局部稳定性设计

外包约束构件的刚度和强度是保证防屈曲支撑(BRB)具有稳定承载力和足够延性的关键,设计时不仅要考虑整体失稳,也要考虑局部失稳。对于全钢防屈曲支撑,由于其缺乏混凝土的约束作用更容易发生局部屈曲。该文对全钢防屈曲支撑的局部稳定性进行研究。首先从理论上推导出内芯对外套管的挤压力表达式,继而针对一字形内芯全钢防屈曲支撑推导出其外套管承载力的表达式,最后将整体稳定性分析中的约束比概念拓展到局部稳定性中,得到保证全钢防屈曲支撑局部稳定的约束比表达式及其下限值。结果表明:此约束比与支撑厚度比、间厚比、内芯宽厚比、轴向应变等因素有关,在设计中应综合考虑。

一字形内芯全钢防屈曲支撑设计方法

针对一字形内芯全钢防屈曲支撑的失效模式,建立其设计方法。对一字形内芯全钢防屈曲支撑的整体失稳破坏进行研究,根据支撑的构造特点及外套管最大弯矩,得到保证其整体稳定性的设计表达式;对一字形内芯全钢防屈曲支撑的局部失稳破坏进行研究,在分析内芯与外套管挤压作用的基础上,得到保证支撑局部稳定性的内芯宽厚比上限值表达式。结果表明:此上限值随外套管与内芯的间隙与内芯宽度之比的增大而减小,一般内芯宽厚比小于8可保证内芯的局部稳定性。

高新技术在输电线路铁塔中的集成与应用

现代化的电力水平影响着国民经济的发展,在很大程度上决定了国民经济的增长速度。而输电线路铁塔则是电力传输设备的重要部件之一,因而众多高新技术被研发并推广应用于输电线路铁塔中。"一种全钢结构防屈曲耗能支撑"技术为重大自然灾害下的输电线路铁塔设计制造提供了有利条件。此外,在江苏翔宇工作人员的精心制造研究的情况下,自主研发的"特高压输电铁塔主焊件焊接方法"使得组焊件焊缝合格率达到95%以上。同时我国高强钢的出现并推广使用给输电线路铁塔实现现代化水平提供了良好的基础减少了工程投资。这些技术促进了输电线路铁塔的快速发展。