屈曲约束支撑(Buckling-restrainedbraceBRB)作为一种金属屈服耗能装置,主要由核心构件、约束部构件和无粘结材料组成。在轴向压力作用下,核心板发生多波屈曲并与约束构件接触,在接触面将产生摩擦,摩擦力的存在会降低BRB构件的低周疲劳性能。本文通过介绍摩擦力产生的原因,讨论了核心板长度与摩擦力大小的关系,结合试验结果分析了总摩擦力变化规律,利用计算程序模拟BRB核心构件屈服段的受力过程,总结出摩擦力大小对BRB核心部件低周疲劳性能不利影响的规律。针对摩擦力过大对核心构件低周疲劳性能的不利影响的问题,提出多段约束防屈曲支撑的概念,将新型BRB核心板分成多个屈服段,在每个屈服段中间增加定位栓,同时对约束套筒进行分段。新型BRB显著减小了每个屈服段的摩擦力,达到了大幅度提高核心板低周疲劳性能的目标。根据摩擦力与构件低周疲劳性能的关系,针对本文设计的BRB提出了多段约束防屈曲支撑每个屈服段的合理长度,并利用有限元软件对计算结果进行了验证。主要内容如下:(1)对BRB核心板屈服段摩擦力产生的原因以及摩擦力对BRB性能的影响进行了理论分析,运用编写的计算程序对BRB核心板屈服段的受力过程进行了模拟,并与课题组试验结果进行对比。结果表明,摩擦力对BRB核心板屈服段的性能有着重要影响。摩擦力使得BRB核心构件屈服段中的应变不均匀分布,应变向核心板中部集中,从而引起核心构件屈服段耗能不均匀分布,表现为屈服段中间定位栓附近耗能多,两端耗能少,最终核心构件在中部断裂而两段未能充分发挥其耗能能力,降低了构件的低周疲劳性能。摩擦力越大,这种不利影响越严重。(2)运用本文编写的计算程序,计算了平均应变在0.5%、1%、2%附近,不同摩擦力下核心板屈服段的低周疲劳圈数,得到摩擦力在低应变下对低周疲劳性能的影响比高应变时显著、在相同的应变下摩擦力较大后,低周疲劳性能随着摩擦力增大而降低的速度越来越慢和在相同的平均应变下,摩擦力越大,核心构件屈服段中间定位栓附近损伤越严重的结论,并分析了其原因。(3)运用ABAQUS软件验证了摩擦力计算方法、拉压不均匀系数和核心板屈服段定位栓附近应变变化过程,并对比了损伤度,验证了本文编制计算程序的合理性。(4)基于摩擦力对核心板低周疲劳性能的不利影响和计算程序模拟的相关结论,提出将核心板分成多个屈服段,对约束套筒同时进行分段,并在每个屈服段中部设置定位栓,减小每个屈服段的摩擦力,有效提高BRB的低周疲劳性能。此外,本文详细介绍了多段约束防屈曲支撑的研究价值和具体构造。(5)由于多段约束防屈曲支撑在各屈服段之间插入弹性过渡段,核心板屈服段总长度比同样长度的普通BRB短,所以同样的位移时新型BRB核心板屈服段平均应变比相同加载位移下相同总长度的普通BRB高。摩擦力变小对核心板低周疲劳性能有利,应变变大对低周疲劳性能不利。本文分析了不利影响和有利影响后,给出了新型BRB每个屈服段长度取值的建议。设计了屈服段长度合理的新型BRB,其损伤发展明显比对应的普通BRB缓慢。