由于世界各地地震灾害屡屡发生,导致人类生命财产安全受到极大威胁。世界各国都越来越重视工程抗震的研究,我国更是通过制定相关规范条例将抗震要求设置为强制性标准。支撑作为一种常用的抗震构件广泛用于工程各个领域。传统支撑在设防烈度及大震条件下极容易发生整体或局部屈曲失稳破坏,为解决在罕遇地震下支撑的屈曲失稳问题,实际工程中通常采用防屈曲支撑。因为防屈曲支撑采用内核受力构件外包约束构件的结构形式,使支撑在受力过程中即使无法达到全截面屈服的理想状态,也能利用外管构件约束支撑,提供优良的承载力及耗能能力,从而为整个框架结构提供稳定且对称的支撑力,减小形成薄弱层的可能性。本文提出了一种新型防屈曲支撑:全钢防屈曲可控支撑核心受力构件由圆管与加载端头采用焊接方式连接构成,加载端头由四块直角梯形角撑板与一块等腰梯形加载板构成;外约束构件是由两根槽钢与两根T型钢焊接而成,T型钢腹板长度通过削减进行调整。防屈曲可控支撑无内外管之间的无粘结材料,因此具有自重轻、易于制作组装的特点。其最大的优势在于,可以对现有的传统单管支撑加装外约束构件形成防屈曲支撑,将传统支撑的侧向位移限制在可控的范围内。本文首先介绍了支撑的工作原理、构成及理论公式推导,其中理论研究包括了对防屈曲可控支撑的整体稳定性、局部稳定性、内核受力构件与外约束构件之间的间隙值,推出了最大临界应力、宽厚比限值以及最小间隙值的理论公式,利用公式计算试验试件的横向及纵向构造设计,并计算出试件用于增强连接的加肋板的相关尺寸。其次,本文对传统支撑及防屈曲可控支撑进行了试验研究。两类支撑均采用Q235b钢材制作内核受力构件及外约束构件,并按照我国抗震规范规定设计的加载制度进行轴向循环往复加载。试验结束后,试件破坏状态显示:在一端固接一端铰接的边界条件下,两个支撑的破坏形式为加载端头发生偏心失稳破坏;两端固接时,防屈曲可控支撑是由于内管多波屈曲导致破坏,而传统支撑是由于失稳破坏。最终,对实验数据收集整理并分析了拉压对称性、骨架曲线、刚度退化、耗能能力、应力应变等抗震性能指标。实验表明:一端固接一端铰接的边界形式下,防屈曲可控支撑较传统支撑承载力及耗能能力有所提高;在两端固接的边界条件下,耗能能力提高了63%。所以支撑受到两端固接的耗能能力优于一端固接一端铰接的耗能能力,且充分表明防屈曲可控支撑较传统支撑而言,耗能能力得到大幅提升。最后在Abaqus有限元软件平台上,按照支撑尺寸建立了传统支撑与防屈曲可控支撑在两端固结的边界条件下的足尺模型,运算出力学模型的有关参数。并将有限元软件模拟结果与试验结果进行了对比,通过对比发现,有限元模拟虽然存在一定的误差,但是在整体上仍然可以反映出构件的承载能力与耗能性能,所以利用有限元模拟工程实例是切实可行的。图[50]表[11]参[61]