装配式T形屈曲约束支撑的理论与试验研究

来源 :东南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:windlam
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
屈曲约束支撑(Buckling-restrained braces,BRB)克服了普通中心支撑的稳定性问题,因此能够充分利用金属屈服后的滞回性能进行耗能。在小震作用下,屈曲约束支撑与普通的中心支撑一样可为结构提供足够的侧向刚度;在中震或大震作用下,支撑核心通过拉压屈服耗散地震能量,减小结构响应,从而避免主体结构发生较大的损伤。国内外学者对一字形BRB进行了大量的理论和试验研究,但是传统的一字形BRB由于受到核心部件宽度和厚度的限制,导致轴向承载力较小,此外由于核心部件全截面被约束部件包裹,因此震后核心部件的损伤难以评估。据此本文提出双T形和H形两种核心形式,并引入部分约束机制,通过试验、数值模拟和理论开展了T形和H形两个系列屈曲约束支撑的研究,主要工作如下:首先,通过对H形钢中部的腹板进行削弱(即腹板中间开长方形孔)形成双T形核心屈服段,并利用高强螺栓组装约束部件来约束双T核心,形成装配式双T形BRB。通过对3个T形BRB进行拟静力往复加载试验以研究过渡段以及腹板高度对T形BRB性能的影响。试验结果表明,过渡段对试件失效前的滞回性能影响较小,T形核心腹板的存在可有效减小翼缘的局部屈曲,提高BRB的滞回性能。其次,在对双T形BRB试验研究的基础上,本文进一步将双T形核心的腹板连成整体,形成H形核心屈服段,同时为了保证核心中部屈服而端部始终保持弹性,在端部腹板两侧分别焊接一块平行于腹板的加劲板,形成H形核心弹性段,通过高强螺栓组装约束部件来约束等效双T核心,形成装配式H形BRB。在此基础上对3个不同约束宽度比的H形BRB进行拟静力往复加载试验以研究约束宽度比对BRB试件性能的影响。试验结果表明,约束宽度比较大时(本文为0.5),试件滞回曲线比较饱满,且翼缘内侧无约束段平面外变形较小;核心翼缘内侧表面未被约束时,试件核心屈服段端部翼缘发生严重的局部屈曲。再次,建立试验构件的Abaqus实体模型,以对试件开展更深入的研究,数值分析结果显示,模拟滞回曲线及变形模式与试验结果吻合较好,表明数值模型具有较高的准确性;核心与约束部件之间较大的法向接触力是导致试件受压承载力系数较大的原因;双T核心的上下T形可近似等效为两个相互独立的受力平衡体,因此可对其中一个T形核心进行单独分析。此外,通过数值分析并结合试验结果可知,对于双T形BRB,如果采用较高的加工精度以减小核心的应力集中,其滞回性能与H形BRB接近。接着,建立T形BRB的简化模型进一步研究了T形核心腹板高厚比hw/tw以及翼缘约束宽度比2bre/bf两个关键参数对T形BRB滞回性能的影响。数值分析结果表明:T形核心腹板高厚比较小(本文为1.33)时,核心翼缘平面外变形过大,腹板高厚比较大(本文中达到9.33)时,核心腹板出现严重的局部屈曲。T形核心翼缘约束宽度比越大,T形BRB的等效粘滞阻尼比越大,翼缘平面外变形和最大压应变越小。为保证T形BRB具有稳定的滞回性能,本文建议腹板高厚比宜取6.67,翼缘的约束宽度比不宜小于0.4。最后,结合试验与数值模拟结果及T形核心的受力条件将部分约束支撑的T形核心无约束段简化为加载边固支非加载边简支的单向均匀受压矩形板,采用小挠度和大挠度理论推出板的弹性临界屈曲荷载及屈曲后荷载,并结合核心无约束段的简化边界条件提出核心约束段的临界宽厚比设计公式;分别采用Stowell和Bleich两种塑性理论将板的弹性屈曲理论推广到弹塑性状态,推出板的弹塑性临界屈曲应力σcr,并引入Bilinear以及R-O两种材料本构模型,进一步求出板的弹塑性临界宽厚比(bu/t)cr理论值。
其他文献
合浦珠母贝(Pinctada fucata)是世界上培育海水珍珠的主要贝种,其分布广泛,在太平洋、印度洋和大西洋的主要热带和温带海洋都有分布。它也是中国重要的海水养殖种类,其培育的
目的:骨肉瘤是临床常见恶性肿瘤,具有高度的恶性生物学行为,容易发生迁移转移,预后较差,在恶性肿瘤的生长过程中,细胞内缺氧、新生血管形成是刺激肿瘤增殖的重要信号及迁徙转
在地下巷道建设和生产过程中,一旦发生水灾,会立刻危及大量人员的生命安全。采用监测预警技术对地下巷道内的水位预测预警能有效地为人员争取时间进而安排应急逃生路线。针对现有方法缺乏对地下巷道水灾预警的研究,通过对巷道场景和预警方法分析,论文提出了基于物联网技术实现水灾预警模型构建方法。基于传感器网络,结合水流蔓延过程,获得地下巷道中实时水位信息;通过对比分析数据拟合算法,采用一种利用水位变化率确定数学模
拟穴青蟹(Scylla paramamosain)是中国东南沿海地区主要的蟹类养殖品种之一,其养殖总产量随着养殖业的不断发展而逐年增长。但近年来以青蟹呼肠孤病毒(MCRV)和青蟹双顺反子病毒-1
纳米铜(CuNCs)由于具有荧光性和生物催化方面的性质,在纳米医学方面的应用越来越多,因此CuNCs在毒理方面的研究受到了广泛的关注。本实验合成了 CuNCs,研究了其对小鼠成肌细
本篇翻译实践报告以人物传记《莎士比亚:世界即舞台》的翻译为案例,原文主要讲述了莎士比亚的生平琐事以及他的戏剧作品,其中主要包括他的家庭,教育程度以及个人一生的辉煌与
配电网在电力系统中占有很大比重,电网的网损分摊中,配电网的网损也是最多的,由于负荷的不平衡以及非线性负荷的存在,导致配电网经济性问题越来越引人关注。10kV配电网由于网
硅微谐振加速度计是一种新型加速度传感器,与传统机电加速度计相比,具有体积小、成本低、功耗低等优点;与硅微电容式加速度计相比,具有更高精度潜力,因而在军事和民用领域具
车联网作为物联网技术在交通行业的典型应用,为用户提供智能化、舒适化的交通服务与体验。随着车联网的深入发展及应用,车联网面临的安全风险日益增大,尤其是共谋攻击破坏性
城市是一个复杂的动态系统,具有开放性、动态性、自组织性,非平衡性等耗散结构特征。城市化是社会经济发展的必然趋势,城市化带来了城市空间的快速扩张,大量的农用地资源被占