组装式H型钢内芯防屈曲支撑由于约束构件采用装配成型,所以相关技术不仅适用于制作新的防屈曲支撑还可以用于对结构中既有的H型钢构件进行加固改造。现有的组装式H型钢内芯防屈曲支撑由于耗能内芯没有受到约束构件的有效约束,所以力学性能稳定性以及极限变形能力不理想。作为防屈曲支撑一种主要的失效模式,局部稳定问题得到了各国学者的大量关注,但目前大部分的研究工作都是以一字板内芯防屈曲支撑为研究对象,针对型钢内芯防屈曲支撑的相关研究则比较匮乏。防屈曲支撑的疲劳寿命直接与耗能内芯的应变变化幅值有关,虽然在名义轴向应变变化幅值的基础上叠加弯曲应变峰值来计算耗能内芯上的总应变变化幅值可以偏安全地估算防屈曲支撑的疲劳寿命,但该方法不仅容易导致防屈曲支撑的疲劳性能无法得到充分利用还可能会导致钢材用量及工程成本不必要的增加。针对以上问题,本文主要提出一种改进的组装式H型钢内芯防屈曲支撑,探讨其合理的构造形式及加工工艺,并提出该类型防屈曲支撑的局部稳定设计方法及考虑弯曲应变影响的疲劳寿命计算方法。本文的主要研究内容以及结论如下:(1)提出了一种改进的全钢形式的组装式H型钢内芯防屈曲支撑(HBRB)并通过拟静力试验探讨了加劲肋布置方式、中间限位装置以及焊接工艺等因素对该类型防屈曲支撑抗震性能的影响。试验结果显示:对H型钢内芯的腹板和翼缘进行全面约束可以有效避免H型钢内芯发生低阶局部屈曲破坏,明显提高HBRB的极限变形能力;耗能内芯中间段设置限位装置、采用低电流焊缝铺底的分层焊技术以及在端部加强区与耗能段之间设置过渡段有利于提高HBRB的累积塑性变形能力。(2)基于板件的屈曲理论探讨了H型钢内芯屈曲模态的发展过程并提出了H型钢内芯翼缘和腹板最小局部屈曲半波长的计算方法。理论分析结合数值模拟发现,在计算H型钢内芯翼缘和腹板的最小局部屈曲半波长时,仍应采用经典的板件屈曲理论而不需要考虑约束构件侧向约束作用的影响;理论分析结合试验验证证实,在计算型钢内芯的局部屈曲半波长时,Lundquist的理论和计算公式精度更高、更为可靠。(3)通过引入局部挤压力调整系数提出了HBRB的局部稳定设计方法并基于本文的拟静力试验对该设计方法进行了验证。利用数值模拟探讨了螺栓间距、翼缘外伸段宽厚比以及间厚比三个参数对局部挤压力调整系数的影响,数值模拟结果显示,螺栓间距对局部挤压力调整系数的影响非常有限,局部挤压力调整系数主要随翼缘外伸段宽厚比的增加而线性增加,随间厚比的增加而线性减小;经试验验证,本文提出的局部稳定设计方法能够有效防止HBRB发生局部失稳破坏。(4)通过理论分析结合数值模拟提出了修正的H型钢内芯总应变变化幅值计算方法并以此为基础提出了考虑弯曲应变影响的HBRB疲劳寿命计算方法。理论分析表明,由于残余变形的存在,防屈曲支撑耗能内芯的屈曲波形不能被完全拉直,所以在弹塑性阶段计算H型钢内芯的总应变变化幅值时,应该在弯曲应变峰值的基础上乘以折减系数以考虑残余变形的影响,数值模拟结果显示,该折减系数主要随名义轴向应变变化幅值的增大而线性减小,而间厚比和翼缘外伸段宽厚比对其的影响则比较有限。