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。

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。

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。

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。

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。

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%。

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。

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。

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。

全钢型分离式防屈曲支撑的约束比取值研究

全钢型分离式防屈曲支撑,在两端铰接时,两个内核构件独立伸出外围约束构件后端部通过肋板连接,形成较强的端部接头,由于这种端部构造以及内核之间有一定距离,内核与外围约束构件之间相关作用较复杂。鉴于传统的约束比限值计算公式不再适用,对其约束比取值进行了研究。考虑支撑整体几何初始缺陷的影响,依据其失稳机理将其侧向变形分解为正弦型变形和余弦型变形,分别计算两种变形下的跨中侧向变形,按计算所得比例组合得到实际的跨中侧向变形,所得的轴向荷载与跨中侧向变形曲线与有限元分析结果吻合较好。利用外围约束构件截面最大受弯承载力不小于考虑二阶效应跨中弯矩的控制条件,并在常见设计参数范围内进行有限元分析与拟合,得到实用的约束比限值计算式。有限元分析结果表明,该方法可用于预测分离式防屈曲支撑在静力单调轴压作用下的受力性能。

H型钢防屈曲支撑抗震性能试验研究

提出一种H型钢防屈曲支撑(HBRB)以便于对结构中既有H型钢构件进行抗震加固,同时可避免传统H型钢防屈曲支撑中过早发生内芯局部屈曲破坏的现象发生。该支撑的耗能内芯采用H型钢,约束构件由2个U形钢和2块钢板通过高强螺栓拼接而成。为了研究HBRB的抗震性能,对3个试件进行拟静力试验,结果表明,构造合理的HBRB具有稳定的滞回耗能能力。通过分析试件破坏模式发现:将端部加劲肋布置在翼缘两侧有利于避免H型钢防屈曲支撑内芯应变集中及约束构件局部鼓曲破坏的发生;端部加劲肋和外部约束构件之间的间隙过大会导致加劲肋和H型钢内芯焊缝撕裂;采用低电流、多道焊缝施焊有利于提高防屈曲支撑的疲劳性能。在轴向荷载作用下,H型钢内芯除了发生整体弯曲变形外,腹板和翼缘作为板件还会分别发生自身的高阶屈曲;翼缘和腹板在屈曲后与约束构件接触,相当于对H型钢增加额外的侧向约束,使其整体稳定承载力明显提升。

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。