铝合金内芯装配式屈曲约束支撑有限元分析

提出了一种铝合金内芯装配式屈曲约束支撑(ALB),并以A5083铝合金为支撑耗能内芯设计了4组19个支撑构件,采用ABAQUS软件对其进行有限元分析,研究了集中耗能因子Y_(LR)、宽厚比、螺栓间距、核心板与约束板间间隙对支撑性能的影响。结果表明:当Y_(LR)<0.75时,支撑耗能性能会随着Y_(LR)的增加而提高,当Y_(LR)>0.75时,支撑耗能性能随着Y_(LR)的增加开始降低,当Y_(LR)=0.75时,支撑整体表现最佳;支撑耗能性能会随着宽厚比的增加而降低,宽厚比不超过10时,支撑可以获得更好的耗能能力;螺栓间距不宜过大,通过控制螺栓间距L_b与支撑核心板屈曲波长L_w的比值L_b/L_w来控制螺栓间距,当L_b/L_w≤1.5时,支撑约束单元受力更加合理,可以为核心单元提供足够的约束力;核心板与约束单元之间的间隙过小时无法为核心板变形留有足够空间,间隙过大时支撑承载力会有较大降低且不稳定,间隙控制在0.5～2 mm时支撑承载能力表现更佳。

新型双铝合金板装配式屈曲约束支撑有限元分析

提出了一种新型双铝合金板装配式屈曲约束支撑(DPALB),并应用ABAQUS软件对其性能进行有限元分析,考察螺栓间距、芯板与约束板间间隙、芯板开孔率等因素对支撑性能的影响。分析结果表明:螺栓间距过大会导致支撑部件应力较大、外约束板也容易出现局部失稳;芯板与约束板间间隙过小,核心单元容易发生强轴方向的弯曲,间隙过大会导致支撑承载力下降甚至丧失;支撑耗能性能随着核心单元横向开孔率的减小而提高,当核心单元纵向开孔率不大于40%时,支撑性能随着核心单元纵向开孔率的增加而提高。

核心单元开孔对新型铝合金内芯屈曲约束支撑性能影响分析

目的提出一种新型铝合金内芯屈曲约束支撑(PALB),研究核心板开孔对PALB耗能性能的影响.方法采用ABAQUS有限元软件对4组20个PALB构件进行滞回耗能分析,通过对比各构件的滞回曲线、骨架曲线、耗能系数等,分析构件在核心单元开孔形状、横向开孔率、纵向开孔率、开孔排数等因素下的耗能性能.结果核心单元开长条形孔时,支撑可以获得较好的耗能能力及变形特征;支撑耗能随着核心单元横向开孔率的减小而提高;当核心单元纵向开孔率在20%~50%时,支撑耗能随着核心单元纵向开孔率的增加而提高;支撑核心单元横向开双排孔相比开单排孔性能略有提高;核心单元纵向开孔数在5~9时,支撑耗能性能最佳.结论核心板开孔不仅可以降低支撑端部因应力集中而破坏的风险,而且更有利于支撑耗能性能的发挥.

不同构造钢板装配式屈曲约束支撑性能试验研究

设计5个钢板装配式屈曲约束支撑(Buckling-Restrained Brace,BRB)试件,对其进行低周反复试验,研究无黏结材料、约束比和加载制度等对其力学性能的影响。结果表明:无黏结材料能有效减小外约束单元与核心单元之间的摩擦力,设置无黏结材料的屈曲约束支撑滞回曲线对称、饱满,耗能性能稳定,有较强的抗疲劳能力;设置无黏结材料钢板装配式屈曲约束支撑等效黏滞阻尼比曲线呈现两阶段双线性的特征;约束比小于1的钢板装配式屈曲约束支撑发生整体屈曲失稳;先压后拉和先拉后压的加载方式对屈曲约束支撑滞回性能基本没有影响;基于屈曲约束支撑先于主体结构屈服和不发生因塑性能力不足而提前破坏的设计原则,工程设计中建议屈曲约束支撑延性系数μmax>13,累积塑性变形CPD>1200。

开孔钢板装配式屈曲约束支撑设计方法研究

文章结合开孔钢板装配式屈曲约束支撑研究成果和相关规范,提出开孔钢板装配式屈曲约束支撑的设计方法,给出其设计流程,并通过4个开孔钢板装配式屈曲约束支撑的拟静力试验对设计方法与流程的合理性和有效性进行验证。试验结果表明提出的开孔钢板装配式屈曲约束支撑设计方法与流程合理有效,可供实际工程使用;根据设计方法与流程得到的开孔钢板装配式屈曲约束支撑力学性能实测值与设计值吻合较好、整体与局部稳定性好,滞回性能稳定、滞回曲线饱满、耗能能力强、承载力对称性和塑性变形能力良好、抗疲劳性能稳定。

新型装配式屈曲约束支撑试验研究

为了克服普通灌浆型屈曲约束支撑加工周期较长、钢结构加工和填充料加工交叉作业等缺点,提出了一种新型装配式屈曲约束支撑;该支撑采用填充料分段预制,然后与支撑芯板及外套筒组合拼装的加工方式,使得钢结构部分和灌浆料部分同时进行加工,简化了支撑加工工序,缩短了加工周期,降低了支撑制造过程中的人工费用。并对该新型屈曲约束支撑进行了往复加载试验,对试验数据进行分析处理。结果表明:此新型装配式屈曲约束支撑具有很好的滞回特征和耗能性能,各项指标均符合《建筑抗震设计规范》对位移相关型消能器的性能指标要求,是一种十分有效的耗能构件。

装配式混凝土柱-钢梁-屈曲约束支撑组合节点抗震性能研究

将屈曲约束支撑(BRB)引入装配式混凝土柱-钢梁(RCS)组合结构中,提出一种装配式混凝土柱-钢梁-屈曲约束支撑(P-RCS-BRB)组合结构连接节点,以适应当前抗震设计的更高要求。该节点不仅能实现全装配,还能有效降低支撑所带来的开合效应影响。采用经验证的有限元模拟分析方法,对此节点的抗震性能进行分析,结果表明:该节点具有高承载、可装配、震后无损伤等特点,满足强节点连接的设计要求和大震弹性的抗震目标,有助于实现结构的震后功能可恢复。

全钢装配式屈曲约束支撑有限元分析及试验对比

基于Q195全钢装配式屈曲约束支撑抗震性能试验的研究成果,采用ABAQUS有限元软件对试验构件进行数值分析,对屈曲约束支撑芯材采用金属双线性随动硬化模型,得到的有限元分析结果与试验结果接近。最后通过改变屈曲约束支撑的间厚比、宽厚比、材性和长细比,研究其对全钢装配式屈曲约束支撑耗能性能的影响,分析结果表明:随着芯材间厚比的增加,试件荷载-位移曲线振荡加剧;随着芯材宽厚比的增大,试件进入塑性后的荷载-位移曲线越平缓;以Q195钢为芯材的屈曲约束支撑滞回性能比Q235B钢好;随着芯材弱轴方向长细比的增大,试件的刚度在弹性段和塑性段均减小。

基于边缘屈服准则装配式屈曲约束支撑分析与设计

基于芯材边缘屈服准则和弯曲屈曲理论,建立装配式屈曲约束支撑极限应力、支撑间隙及芯材截面的计算公式。以十字型芯材支撑为例,分析芯材屈曲半波数对支撑极限应力,支撑间隙和芯材截面的影响。研究结果表明,基于芯材边缘屈服准则和弯曲屈曲理论的分析理论可以合理解释试验和有限元分析结果 ,所建立的相关计算公式可用于装配式屈曲约束支撑的设计中。

新型钢板装配式屈曲约束支撑有限元分析

提出一种新型钢板装配式屈曲约束支撑,介绍了其构造和特点,采用有限元软件ABAQUS对不同数量螺栓、不同端部构造方式的6个模型进行分析。结果表明:新型钢板装配式屈曲约束支撑具有稳定的滞回耗能能力,螺栓间距应小于两倍的核心单元波长,提出的端部嵌入式构造方式对端部有较明显的加强作用。

屈曲约束支撑装配式混凝土框架结构抗震性能试验研究

消能减震技术能有效地提高装配式混凝土结构的整体抗震性能,改善其破坏模式。然而,目前对屈曲约束支撑装配式混凝土框架结构尚缺乏试验研究。为了获悉屈曲约束支撑装配式混凝土框架的抗震性能和破坏机理,文章进行3榀屈曲约束支撑装配式混凝土框架和1榀现浇混凝土框架的低周反复荷载试验。研究了地震作用下采用整体式和暗牛腿式预制混凝土梁柱节点的屈曲约束支撑装配式混凝土框架抗震性能,观察和记录试验现象和破坏特征,对各试件的滞回曲线、刚度退化、耗能能力、骨架曲线和延性系数等进行对比分析。试验结果表明:屈曲约束支撑装配式混凝土框架具有良好的耗能能力和延性,能量耗散系数E=1.464～1.759,延性系数μ=3.02～3.61,屈曲约束支撑可以有效地提高装配式混凝土框架的抗震性能,改善其失效模式;研发的支撑与梁柱连接节点的连接构造可以有效地实现屈曲约束支撑与装配式混凝土框架在地震作用下的协同受力。文中研究成果将为屈曲约束支撑在多高层装配式混凝土结构中的设计和应用提供科学依据。

屈曲约束支撑装配式钢管混凝土组合框架抗震试验性能研究

屈曲约束支撑可以有效地提高装配式钢管混凝土组合框架的抗侧移刚度和耗能减震作用。为研究地震作用下屈曲约束支撑装配式钢管混凝土组合框架的抗震性能和破坏机理,进行两层单跨屈曲约束支撑单边螺栓端板连接钢管混凝土组合框架的水平低周反复荷载试验。考察柱截面类型和端板形式对结构整体抗震性能的影响。记录和研究了此类混合结构的破坏形式和水平荷载-水平位移滞回曲线,分析和评价其骨架曲线、强度和刚度退化规律、延性和耗能等。试验研究表明,在柱截面含钢率相同条件下,抗侧移体系采用屈曲约束支撑,梁柱连接采用单边螺栓端板连接方式,屈曲约束支撑方钢管混凝土组合框架的水平承载力和初始抗侧刚度大于屈曲约束支撑圆钢管混凝土组合框架,但是其延性和耗能能力反之。试验和分析结果表明:屈曲约束支撑装配式钢管混凝土组合框架结构具有良好的抗震性能,较大的可变形能力和耗能能力,可以在多高层建筑结构中应用和推广。

装配式RCS框架-屈曲约束支撑组合结构抗震性能研究

将屈曲约束支撑应用于装配式钢筋混凝土柱-钢梁组合框架结构(简称装配式RCS组合框架结构)中,若处理不当将会产生开合效应并导致相邻梁柱破坏。为有效减轻框架开合效应造成的破坏,提出基于梁端铰接的装配式RCS框架-屈曲约束支撑组合结构。在保证关键连接节点力学性能的前提下,设计某9层装配式RCS框架-屈曲约束支撑组合结构,采用基于OpenSees软件的动力弹塑性时程分析方法研究结构的抗震性能。结果表明,钢梁腹板开洞的装配式RCS节点、装配式混凝土柱-钢梁-屈曲约束支撑组合节点具有高承载、可装配和震后损伤小等特点,装配式RCS框架-屈曲约束支撑组合结构满足抗震规范要求,具有优良的抗震性能;梁-梁间的铰接连接不会影响屈曲约束支撑的耗能效果,且可以改变梁柱屈服机制,保证整体结构高效装配的同时减轻结构塑性损伤,有助于实现结构的功能可恢复。

装配式防屈曲支撑设计理论的研究进展

介绍了近年来各国学者提出的几种装配式防屈曲支撑形式;在此基础上,阐述了内核构件与外围约束构件的相互作用机理,外围约束构件刚度折减等装配式防屈曲支撑设计理论问题;讨论了保证外围约束构件整体工作对螺栓强度和螺栓间距的要求;最后对防屈曲支撑框架节点性能的研究现状进行了总结。

采用屈曲约束支撑加固装配式结构的应用研究

建筑中常见的装配式钢筋混凝土结构虽构架稳固,但存在抗震性能较差的缺陷和一定的安全风险。屈曲约束支撑则能很好地克服这一弱点,能在结构中充分发挥其抗侧力,是一种集抗侧力和耗能为一体的耗能减震构件,能理想地实现结构的抗震设防建设需求。结合深圳市某酒店工程项目,对屈曲约束支撑在装配式结构中的加固应用展开分析探讨,并对其安全性能进行研究阐述。

装配式屈曲约束支撑在北京某高层建筑中的应用研究

本研究以实际建筑工程为例,应用有限元软件SAP2000对装配式屈曲约束支撑结构与普通支撑结构进行了弹塑性时程分析,对比了两种建筑结构在8度罕遇地震作用下的层间位移角和基底剪力的差异。结果表明:两种建筑结构的最大层间位移角均小于规范弹塑性层间位移角限值1/50;随着楼层增加,装配式屈曲约束支撑结构的层间位移角小于普通支撑结构的趋势明显,X、Y向最大减小率分别为19.3%与16.5%,抗震性能优于普通钢支撑结构;普通钢支撑结构的最大基底剪力大于装配式屈曲约束支撑结构的最大基底剪力。此成果可为实际工程应用提供理论指导。

屈曲约束支撑钢筋混凝土框架结构干式柔性梁柱节点的试验研究

建议了一种由受弯框架与采用梁柱柔性节点的屈曲约束支撑框架并联组成的装配式混凝土双重抗侧力体系,设计并完成了4个装配式梁柱节点试件和1个现浇节点试件的往复加载试验。研究了混凝土楼板、螺栓孔形式等因素对该柔性节点受力性能和破坏模态的影响,并与现浇试件进行了对比。试验结果表明:混凝土楼板对柔性节点刚度及承载力有很大的影响,在设计时不可忽略;螺栓孔形式在结构位移较小时对节点的受力性能没有影响,但当结构位移较大时会影响节点的破坏模式;与现浇节点相比,装配式柔性节点具有很大的变形能力。

装配式双铝合金内芯屈曲约束支撑滞回性能试验研究

为了研究采用A5083铝合金作为芯材的屈曲约束支撑的滞回性能和疲劳性能,提出了一种双铝合金内芯装配式屈曲约束支撑,以芯板开孔、芯板与约束板的间隙作为变化参数,设计了3个试件,对其进行拟静力试验研究。结果表明:双铝合金内芯装配式屈曲约束支撑的滞回曲线饱满对称,耗能能力、塑性变形能力及疲劳性能良好,表现出明显的应变强化和循环硬化特性;芯板开孔起到了保护芯板端部、使支撑充分耗能的作用;芯板与约束板间1~2 mm的间隙,设置合理;开孔芯板的多波屈曲分布均匀,主要出现在开孔区域内,芯板开孔避免了芯板端部的应力集中,使支撑的受力更均衡。采用经验证的有限元分析方法对支撑进行分析,结果表明:芯板从开孔段到未开孔段依次屈服,最终实现全耗能段的屈服;采用A5083铝合金与LY160低屈服点钢材作为芯材的支撑有良好且相近的耗能能力,但A5083铝合金可以有效降低支撑的质量,节约成本。

高性能铝合金耗能支撑抗震性能研究

对国外已进行的相关铝合金材料及其BRB构件试验进行了分类总结,从强度、延性、应变硬化以及疲劳等结构分析的要点进行了比较研究。经过热处理的铝合金材料其屈服强度较高但延性降低,不同牌号铝合金在循环加载下的应变硬化现象差别较大,但最大应变硬化率不超过1%。采用焊接加劲端板的铝合金BRB的低周疲劳性能比螺栓连接加劲端板的试件差,核芯板中部是否点焊限位塞对铝合金BRB(ALBRB)的低周疲劳性能影响很大。在试验研究的基础上推导了装配式铝合金BRB的整体稳定和局部稳定条件,并对相关设计参数进行了有限元分析验证。

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。