防屈曲耗能支撑与框架节点的连接设计

防屈曲耗能支撑作为一种新型的消能减震元件,已被广泛、成功地应用于既有框架结构的抗震加固中。为使结构在地震作用下表现出良好的抗震效果,需保证防屈曲钢支撑与框架具备优良的协同工作性能,因此支撑与框架之间的连接性能尤为重要。防屈曲钢支撑与框架节点之间的连接方法有焊缝连接、螺栓连接以及销轴连接。通过对节点板-框架连接处和节点板-支撑连接处进行受力分析,破坏形态分析,完善了加支撑框架节点处的计算公式。

结构的耗能减震与防屈曲支撑

防屈曲支撑作为一种新型的耗能减震构件,改进了普通支撑易受压屈曲的缺点,地震时有很好的耗能能力和延性。它与框架共同组成双重抗侧力体系,目前在美国和日本有日益广泛的应用趋势,在我国个别工程中也开始使用。结合介绍这种支撑构件及支撑框架的研究和应用现状,分析了防屈曲支撑的构造和受力机理,探讨了它的应用前景。

防屈曲耗能支撑在某RC框架结构加固改造中的应用

本文以某高校科研办公楼6层RC框架结构加固改造为例,简述了工程所采用的增大截面法、粘贴碳纤维布以及防屈曲消能支撑的加固方法。采用静力推覆分析方法,分析防屈曲消能支撑的使用对该RC框架结构抗震性能的影响。结果表明,屈曲消能支撑的设置提高了结构在罕遇地震作用下的变形能力,在保护主体结构构件和防止结构倒塌方面起到关键作用。工程实践也表明防屈曲消能支撑施工安装便捷,施工周期短。其优良的耗能性能和优越的工程价值备受工程界所关注,应用将越来越广泛。

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。

防屈曲耗能支撑在钢筋混凝土框架结构中的耗能减震分析

以西安某5层框架为例,在适当部位布置防屈曲耗能支撑后,利用SAP2000有限元软件对设有防屈曲耗能支撑的钢筋混凝土框架结构进行耗能减震性能分析,以此说明防屈曲耗能支撑——框架结构在高烈度区的优势。

防屈曲耗能支撑在三边简支网架结构中的应用研究

采用SAP2000V14.1对防屈曲耗能支撑在矩形平面三边简支一边自由的斜放四角锥网架结构进行了弹塑性时程分析。在难以直接比较多方案网架结构减震优劣的情况下,提出了以综合轴力减震值作为进一步的比较指标的方法,并用此方法对9种防屈曲耗能支撑替换方案的减震效果进行了对比分析。得出了较优的替换方案。为今后该类网架结构的耗能减震设计提供了参考依据。此外对结构不同部位的动力响应也作了分析。

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。

防屈曲耗能支撑研究与应用的新进展

防屈曲耗能支撑是一种性能优良的新型耗能减震构件。本文阐述了防屈曲耗能支撑的构成和基本原理,根据约束构件的不同材料形式,将防屈曲耗能支撑划分为混凝土约束型防屈曲耗能支撑、全钢型防屈曲耗能支撑和装配式防屈曲耗能支撑。分别介绍了防屈曲耗能支撑的类型与性能、防屈曲耗能支撑框架分析与子结构试验,以及防屈曲耗能支撑在工程中的应用情况和标准化。指出了防屈曲耗能支撑研究和推广应用中存在的问题,给出了今后研究与应用的建议。

三重钢管防屈曲耗能支撑性能的有限元模拟分析

防屈曲耗能支撑克服了传统支撑受压屈曲的缺点,地震时具有良好的耗能能力和延性,是一种具有应用前景的耗能减震构件。本文介绍了三重钢管防屈曲耗能支撑的构造及耗能原理,采用ANSYS程序对其进行有限元分析,研究轴力管和约束管之间的空隙对于此种防屈曲耗能支撑承载力以及滞回耗能性能的影响,并用实验验证了有限元分析的正确性。研究结果表明:采用ANSYS软件对三重钢管防屈曲支撑进行模拟分析是可行的,三重钢管防屈曲支撑工作原理明确,具有稳定的滞回耗能能力,空隙对防屈曲支撑的耗能能力以及承载力有重要影响。

二重钢管防屈曲耗能支撑的有限元分析

设计了12组41种二重钢管防屈曲耗能支撑试件,应用有限元软件ABAQUS对其进行了有限元分析,研究了径厚比、约束比、长细比和边界条件对支撑性能的影响。分析结果表明:二重钢管防屈曲耗能支撑的径厚比取值不大于24、约束比的取值不小于3时,支撑的滞回曲线饱满、稳定;当支撑的长细比增加时,可以通过提高约束比来避免支撑发生整体屈曲;支撑的边界条件宜设计成固接。

双塔连体结构设置防屈曲耗能支撑的弹塑性分析

为了研究双塔连体结构设置防屈曲耗能支撑的抗震性能,文章以某栋20层双塔连体结构为例,利用有限元软件SAP2000分别对原结构及设置防屈曲耗能支撑后的结构进行弹塑性对比分析。结果可知,在弹性阶段,防屈曲耗能支撑能够提供有效的侧向刚度,减少结构的自振周期,控制层间位移;在塑性阶段,防屈曲耗能支撑能够发挥耗能减震的性能,成为结构抗震的第一道防线。

高位转换防屈曲支撑减震结构支撑简化设计方法研究

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》和《建筑抗震设计规范》对高位转换结构体系框支层的层间位移和结构等效侧向刚度的限制要求,采用等效侧向刚度计算方法,将高位转换防屈曲支撑减震结构分解成框撑剪力墙结构和纯剪力墙结构,结合框支结构位移计算方法,推导出了高位转换防屈曲支撑减震结构支撑合理弹性刚度的计算公式及设计方法。通过算例分析得出,采用该推导出的计算高位转换防屈曲支撑减震结构的支撑弹性刚度计算公式和设计方法是可行的,并且该计算公式简单实用,可用于高位转换防屈曲支撑减震结构中支撑的初步设计。

防屈曲支撑在某钢结构体育馆中的耗能减震分析

某钢结构体育馆跨度较大,整体结构抗侧刚度较低,采用防屈曲支撑对该结构进行减震设计。利用ETABS软件对有无防屈曲支撑结构进行弹性、弹塑性时程分析,分析结果表明防屈曲支撑能提高结构的耗能减震性能。

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。

碟簧-钢绞线组合自复位防屈曲支撑滞回性能分析

防屈曲支撑因其良好的耗能能力而被广泛应用于支撑框架结构中,但其震后往往存在较大的残余变形,从而影响结构的可修复性。为减少装有防屈曲支撑结构的残余变形,在防屈曲支撑的基础上并联以组合碟簧和钢绞线为复位元件的自复位系统来为支撑提供恢复力,提出一种较为经济的新型自复位防屈曲支撑。介绍了新型自复位防屈曲支撑的构造及恢复力模型,通过数值模拟研究复位比率及内芯尺寸对滞回性能的影响。结果表明:当复位比率<1时,随着复位比率增大66.67%,支撑的残余变形减小1 505.86%,但其等效粘滞阻尼比降低19.21%;当复位比率相同时,随着内芯尺寸增大90%,支撑的总滞回能量增大538.09%。

防屈曲支撑对钢框架结构抗震性能影响的研究

防屈曲支撑通过在杆件外围设置约束元件抑制受压时的屈曲,具有更好的耗能效果。为深入研究防屈曲支撑对钢框架结构抗震性能的影响,运用SAP2000有限元结构软件,对某钢框架在防屈曲支撑、普通中心支撑以及无支撑3种形式下的整体模型进行模态和时程分析。结果显示:采用防屈曲支撑钢框架的周期、层间位移角较纯框架均得到降低;在罕遇地震作用下,防屈曲支撑钢框架的顶层最大位移值、顶层加速度较普通支撑钢框架均有很大幅度的减小。表明采用防屈曲支撑可以明显提高钢框架结构的刚度,同时大幅度提高钢框架结构的抗震性能,耗能减震效应明显。

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。

分形防屈曲支撑核心单元菱形开孔构造设计及性能研究

为精确判断防屈曲支撑发生屈服时核心单元的破坏位置,结合Mandelbrot分形函数构造一种新型分形防屈曲支撑核心单元菱形开孔构件,应用ABAQUS软件绘制分形防屈曲支撑菱形开孔和分形防屈曲支撑未开孔构件模型,通过应力云图、位移云图和滞回曲线对比分析各构件的耗能性能,并结合试验选出最优防屈曲支撑构件。结果表明:分形防屈曲支撑核心单元菱形开孔节点连接处应力和位移较小,但随着作用力增加,核心单元开孔部位逐渐发生屈服直至破坏;在受压阶段,滞回曲线类似于受拉阶段,曲线更加饱满,耗能效果更佳。

组合钢管混凝土防屈曲耗能支撑的性能研究

防屈曲耗能支撑(BRB)作为一种新型的支撑构件,具有良好的耗能减震作用,目前已经运用到一些实际工程中。组合钢管混凝土防屈曲耗能支撑是一种新型的支撑,该支撑的内核单元由钢管混凝土构成。文章采用Ansys有限元软件,施加反复荷载,通过非线性屈曲分析模拟支撑的破坏形态和抗震耗能性能,并研究了该支撑内核突出段长度和内、外核之间的间隙对支撑耗能能力的影响。结果表明,所研究的组合钢管混凝土防屈曲耗能支撑构造合理、工作可靠、耗能能力强、抗震性能优越,解决了全钢型防屈曲支撑在大长度时难以满足稳定性的问题。