基于有限单元法结构滚轮支撑约束问题分析

通过分析滚轮支撑约束原理以及现有有限元软件在模拟含滚轮支撑约束结构方面的不足,给出了手动处理滚轮支撑约束的方法和利用有限元软件进行二次开发实现滚轮支撑有效约束的途径。

基于自适应调节脚高度阈值的脚支撑约束检测

根据捕捉数据的运动类型,用户指定的最小约束帧的长度l,l的最大误差η这三方面确定脚踝的高度阈值覬,若某帧脚踝的高度小于覬,则称此脚为支撑脚。从捕捉数据的第一步开始根据η调整覬动态划分支撑脚。实验表明,基于本方法得到的运动编辑后无滑步现象、运动较自然并且与用户指定的路径偏差更小,更符合用户的要求。

屈曲约束支撑在某医疗建筑框架结构中的应用

结合工程实例,介绍了屈曲约束支撑在地震作用下改善混凝土框架结构抗扭转性能的作用以及设计过程中遇到的问题,并参考相关文献提出了解决方法。

新型GFRP-钢屈曲约束支撑设计与受力性能分析

为发展轻质、耐腐蚀的屈曲约束支撑,以玻璃纤维(GFRP)拉挤型材和缠绕工艺构造支撑约束构件,H型钢为内芯,提出一种新型GFRP-钢屈曲约束支撑.通过理论分析与数值模拟,探究了支撑内芯的屈曲模态发展规律;结合GFRP的各向异性和层合板结构特性,建立了GFRP约束构件的设计参数计算公式;分析了支撑间厚比、翼缘和腹板宽厚比及纤维角度对GFRP约束构件与内芯相互作用特征的影响规律,并给出了合理取值;通过算例分析,验证了该设计方法的可靠性.结果表明:H型钢内芯依次发生翼缘局部屈曲、绕弱轴整体屈曲、腹板局部屈曲和绕强轴整体屈曲,且整体屈曲模态较低,而局部屈曲模态较高;间厚比和宽厚比均会影响内芯的屈曲模态发展,进而改变约束构件的受力状态,间厚比宜为0.125 0~0.50,宽厚比宜小于6.29;GFRP约束构件主应力方向接近45°,为充分发挥纤维纵向承载能力,纤维宜按45°相互垂直交叉布置.

火灾下LYP160屈曲约束支撑抗震性能研究

为研究屈曲约束支撑(buckling-restrained brace,BRB)及其体系在高温工况的抗震性能,对BRB芯材低屈服点LYP160钢材分别进行了常温和高温材料力学性能试验.通过与试验结果比较,建立了BRB热-力耦合精细化有限元分析模型,验证了该模型的准确性;对火灾下LYP160屈曲约束支撑的温度场、滞回曲线、骨架曲线和耗能能力等性能进行了对比分析;对不同工况(3种火灾工况和常温工况)下8层配置屈曲约束支撑钢框架(BRB structure,BS)和原结构(original structure,OS)分别进行了弹塑性动力时程分析.研究结果表明:3种火灾工况下BS的平均层间位移角较于OS分别降低了30.4%、33.2%和42%;OS柱塑性铰损坏严重,且更多出现在柱上,BS整体损坏程度较OS轻,更为安全可靠.

国产低屈服点芯材屈曲约束支撑的滞回性能及减震效果研究

为了研究芯材为LY160软钢的屈曲约束支撑滞回性能以及减震效果,针对LY160钢材和BRB构件进行了从材性、构件性能、到结构地震响应的系统试验和分析工作。首先完成了LY160钢材的材性试验,得到LY160钢材试件的平均屈服强度为170MPa,断裂伸长率为48.2%;随后进行了屈曲约束支撑的低周往复加载试验,采用LY160的屈曲约束支撑破坏位移为1/45L,延性系数达到17,最后开展了6层钢筋混凝土框架结构的弹塑性地震响应分析,发现使用LY160芯材的LBRB结构相较于使用Q235芯材的普通NBRB结构,不仅结构动力响应的减震效果提升了25%,同时还可有效地改善结构在强震下的塑性损伤,采用低屈服点软钢为芯板的屈曲约束支撑可以有效提升结构的抗震安全性。

LY160钢屈曲约束支撑框架抗震性能研究

屈曲约束支撑(BRB)因其性能优越已在工程中广泛应用,目前工程中使用的BRB芯材多为Q235B钢,为研究软钢BRB框架的受力性能,设计了一榀LY160钢BRB框架进行低周反复试验。试验结果表明:LY160钢BRB框架滞回曲线饱满,耗能系数高达1.54,等效黏滞阻尼达到了0.255。为了进一步研究LY160钢BRB框架结构体系抗震性能,分别运用ABAQUS与PERFORM-3D对框架试验进行模拟,并将两个模拟结果与试验结果进行对比,分析了两个软件模拟计算的优缺点,验证了数值模拟的准确性。在此基础上,采用PERFORM-3D建立6层BRB框架结构(BRBS)模型并与无控框架结构(UCS)模型以及普通支撑框架结构(NBS)模型进行对比,BRBS的层间位移角、层剪力最高可分别降低34.47%、31.29%,远超NBS的19.39%和17.31%,且BRBS的塑性耗能几乎全为BRB提供,很好地保护了主体结构,具有较为稳定、良好的抗震性能。

屈曲约束支撑在收尘器混凝土框架减震设计的应用研究

以某抗震设防烈度为9度的水泥厂收尘器下部混凝土框架为研究对象,分别设计了采用耗能型BRB屈曲约束支撑的阻尼器消能减震结构方案和传统的非减震结构方案,并采用PERFORM-3D分析与性能评估软件对两种结构模型进行了地震响应力弹塑性时程计算,对比了两种设计方案的抗震性能。结果表明,屈曲约束支撑能够对结构起到良好的减震作用,在多遇及罕遇地震作用下,减震结构的整体地震力和层间位移角均明显低于非减震结构,抗震性能更高,安全储备更好。采用减震结构相比非减震结构,工程量更少,经济效益更优。

可修复钢制屈曲约束支撑力学性能试验与数值模拟研究

提出了一种可修复钢制屈曲约束支撑(RBRB),该支撑可通过核心板的局部替换实现支撑修复。RBRB各部件采用螺栓连接,无须拆除屈曲约束盖板即可实现核心板修复替换,修复过程简单。设计了两种不同核心板宽度的RBRB试件,并开展低周往复加载试验,讨论了其滞回性能、失效模式以及累计塑性变形能力。试验结果表明RBRB滞回曲线较为饱满,具有稳定的滞回性能与良好的累计塑性变形能力。RBRB试件在核心板修复后滞回性能与修复替换前保持一致,表明其可修复性较好。对试件开展了数值模拟研究,并与试验结果进行对比,结果显示数值模拟的破坏形式及滞回曲线与试验结果吻合良好。

可更换屈曲约束支撑的有限元分析

针对传统屈曲约束支撑结构在震后修复困难、需要整体更换等问题,本文根据“定点屈服”原理,提出一种新型可更换屈曲约束支撑(RBRB),其具有更换方便、只需更换耗能段核心单元即可恢复使用功能等特点。本文运用有限元软件ABAQUS对其进行数值模拟计算,主要研究了RBRB的抗震性能并分析不同开孔形式对RBRB抗震性能的影响,研究结果表明:该RBRB构造合理,具有良好的耗能能力和抗疲劳性能,滞回曲线稳定;当核心单元的截面面积一定时,随着开孔排数的增加,RBRB的延性性能逐渐降低,但均能满足罕遇地震作用下支撑的大变形需求;RBRB开孔段芯材受压变形为压缩、弯曲与剪切组合的机制,随着开孔排数的增加,剪切变形越明显,剪切变形容易导致RBRB发生面内失稳;由于一排孔的RBRB延性性能与整体性能优于两排孔、三排孔,且考虑加工难度,减少开孔数量,建议采用一排孔的RBRB。

新型双阶屈曲约束支撑性能有限元分析研究

针对目前常见的屈曲约束支撑多为单阶屈服,且屈服点单一的问题,提出了一种新型双阶屈曲约束支撑,其核心单元由1块低屈服点芯板和2块高屈服点芯板并联而成,具有屈服点低、在不同地震荷载作用下屈曲约束支撑都能屈服耗能等优点。采用abaqus通用有限元分析软件进行模拟仿真分析设计了新型双阶屈曲约束支撑,采用abaqus接触中的生死单元模拟核心单元多阶失效的工况,分析了其耗能性能、骨架曲线、刚度等重要力学参数,并将分析结果与普通单阶屈曲约束支撑进行对比。结果表明:有限元模拟滞回曲线与试验数据贴合较好,有限元模型设计和参数设定是合理的,该屈曲约束支撑的屈服位移较小,在小位移荷载作用下具有更优越的耗能性能,能在小震荷载作用时为结构耗散更多的地震能量,同时具有更大的屈服后刚度,能为支撑提供更大的反力。

铰接高强钢框架⁃屈曲约束支撑结构体系抗震性能分析

层高高、跨度大、活荷载大特点的物流仓库、数据机房类建筑,采用普通刚接框架将导致梁、柱截面尺寸大,且大震下会出现梁端不屈服而柱脚屈服的现象,因此提出铰接高强钢框架⁃屈曲约束支撑结构体系,该体系主要通过梁柱铰接的高强钢框架承担竖向荷载,屈曲约束支撑及相连的刚接普通钢框架组成支撑框架主要承担结构的水平力。结合工程实例,建立有限元模型分析铰接高强钢框架⁃屈曲约束支撑结构体系的抗震性能。结果表明:在多遇地震下,地震作用由支撑框架承担;在罕遇地震下,结构刚度退化,结构内力响应下降,屈曲约束支撑产生较大的屈服变形,耗散地震能量,支撑框架中的框架梁、框架柱仍保持弹性状态,铰接高强钢框架的高强钢梁、钢柱保持弹性,结构层间位移角小于1/100;在极罕遇地震作用下,结构仍然不出现塑性铰。与普通刚接框架相比,铰接高强钢框架⁃屈曲约束支撑结构体系节省了9%的钢材用量,碳排放降低了9%;铰接高强钢框架⁃屈曲约束支撑结构体系抗震性能较好,在高烈度区的层高高、跨度大、活荷载大的建筑中使用具有良好的技术优势。

联塔斜拉桥大吨位屈曲约束支撑设计研究

桑园子黄河大桥为主跨328 m的分幅联塔斜拉桥,位于抗震设防烈度8度的高烈度地震区,联塔共用基础和承台,横向地震作用下联塔同向运动后产生竖向相对位移,联塔间需要能提供较大连接刚度与耗能能力的连接装置。针对联塔结构的耗能减震需求,提出基于屈曲约束支撑(BRB)的阻尼耗能解决方案,在联塔间设置多套交叉布置的BRB形成多个阻尼器对,通过轴向拉伸与压缩协同发挥耗能能力。联塔结构竖向最大承载力要求达9450 t,设计制作大吨位足尺BRB试件,并进行有限元分析与力学性能试验,研究BRB试件屈服承载力、屈服位移、弹性刚度、极限位移、耗能能力及疲劳性能等。结果表明:BRB各项指标均表现良好,力学性能满足设计及标准要求,具有良好的拉压均匀性与塑性变形能力,耗能率较高。

屈曲约束支撑对结构减震的研究

随着当今社会的不断发展,建筑结构愈发复杂化和大型化,结构抗震和减震的难度越来越大。研究以某校区为对象,分析了BRB屈曲约束支撑对于结构抗震性能的影响,通过采用屈曲约束支撑后,房屋总体抗震能力相较于原结构有了一定提升,且房屋总体抗震能力满足相关要求,以期为类似工程提供参考。

屈曲约束支撑在空旷建筑结构加固工程中的应用

屈曲约束支撑简称BRB,经过近50年的发展已大量应用于新建建筑中,在国内外多次地震中被证明防震减灾效果显著。加固改造工程相比新建工程有更多的制约条件,为在结构抗震加固设计中达到经济、可行的目的,近年来在加固改造工程中,屈曲约束支撑等减震构件的应用逐渐增多。本文以厦门某剧场的加固改造项目为例,通过增设屈曲约束支撑前后的结构形态对比,探讨屈曲支撑在空旷建筑加固改造中的实际应用,旨在为类似工程项目提供参考依据。

屈曲约束支撑在抗震设防裂度为9度地区的施工技术

我国已建或在建的房屋建筑工程,无论是民用建筑还是工业建筑,由于国内各地地震频发,导致对房屋结构的抗震能力需要着重考虑。笔者基于西昌市马道城中村棚户区改造项目中的商业综合楼的设计与建设,阐述了屈曲约束支撑在9度地震设防烈度地区的应用。

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。

铁路客站侧式站房超长结构屈曲约束支撑混凝土框架节点性能的有限元分析

通过有限元分析方法,研究侧式站房超长结构中屈曲约束支撑混凝土框架节点的性能。对超长结构的整体概念进行了概述,分析了结构特性与节点性能之间的关联。采用专业的分析软件,建立了详细的有限元模型,并对节点进行了系统的性能评估。研究重点包括荷载-位移响应、弯矩-曲率响应、剪切性能以及节点的承载力和刚度。通过探讨屈曲约束支撑在改善节点性能中的作用机制,比较了不同约束支撑方案,并提出了有效的性能改善方法和策略,从而为优化超长结构的设计提供了理论依据和实践指导。

性能化设计在框架结构屈曲约束支撑加固中的应用

文章根据最新规范和性能化设计的研究,将性能化设计融入屈曲约束支撑加固设计方法中,进一步完善减震加固设计的理论框架,借助现有的建筑结构抗震性能评估方法和可量化指标。结合实际工程对屈曲约束支撑加固性能化设计的应用效果及可行性进行验证,通过对原结构性能水准的校核,并与采用屈曲约束支撑的减震结构抗震性能进行对比,基于性能的屈曲约束支撑加固设计方法能够解决结构原先存在的扭转问题,可显著提升既有结构的抗震性能。

屈曲约束支撑在框架结构中的应用研究

文章以中国移动自贸港IDC项目中的数据中心为工程背景,研究了屈曲约束支撑在框架结构中应用的可行性。从多个角度对3种结构方案进行了比选,结果表明,方案3即带屈曲约束支撑的装配整体式框架结构体系在确保抗震性能的基础上,更能有效控制工程全周期成本。从预埋件与节点板的加工安装、屈曲约束支撑安装、临时固定、支撑最终固定、防火防腐涂装等角度研究了屈曲约束支撑与主体结构同步安装的关键技术。基于ABAQUS软件研究了混凝土框架-屈曲约束支撑结构在频遇与罕遇地震作用下的抗震性能,结果表明,设置屈曲约束支撑后结构在频遇地震作用下始终处于弹性状态;罕遇地震作用下主体结构在不同方向的减震率均大于60%,此时屈曲约束支撑结构进入塑性阶段,通过滞回耗能减少了主体结构的地震响应,较大的提升了结构抗震性能。