腹板开椭圆孔耗能支撑是一种新型耗能支撑,其原理是将被动耗能减震方法引入传统支撑,通过金属阻尼器与传统支撑结合,利用金属材料进入塑性实现支撑耗能。新型腹板开孔屈服耗能支撑采用工字钢十字形交叉截面形式,在支撑发生轴向变形时通过开孔腹板孔间板条屈服耗散能量。该耗能支撑结合了金属阻尼器与传统支撑优点,同时具有良好的延性和耗能能力,轴力作用下耗能支撑开槽孔之间板件的应力两侧大,中间小,分布不均匀。为了提高开口耗能腹板的承载力和耗能能力,同时改善开孔周围板件应力分布不均的问题,本文改变了耗能腹板开孔方式,将槽孔改为椭圆孔,提出了腹板开椭圆孔耗能支撑:采用平行放置的双层耗能腹板与中部工字钢腹板连接,双层耗能腹板另一侧与翼缘板相连。本文采用试验与有限元分析相结合的方式对腹板开椭圆孔耗能支撑滞回性能以及稳定承载能力进行了研究。研究内容:1.对缩尺腹板开椭圆孔耗能支撑进行低周反复加载试验,在试验过程中探究支撑的破坏形态和模式,分析支撑在地震作用下的耗能能力、抗侧刚度退化方式和应力应变分布形式等,以此来揭示腹板开椭圆耗能支撑在循环荷载下的破坏机理,指导耗能构件设计。2.对与试验试件相同条件的模型构件进行有限元模拟分析,检验有限元模型的正确性和适用性,为进一步探究不同参数对构件耗能能力的影响分析提供基础。3.设计20个足尺腹板开椭圆孔耗能支撑试件,运用ABAQUS有限元软件进行分析,通过改变开孔腹板耗能支撑的长细比、耗能腹板的长度、腹板层数等设计参数探究腹板开孔耗能支撑的稳定承载力,并由数值模拟结果为基础推导耗能支撑稳定承载力的修正计算公式。研究结论:1.腹板开椭圆孔耗能支撑在低周往复加载试验下绘制得到的滞回曲线饱满,表明构件的耗能能力良好。支撑不仅初始抗侧刚度和承载能力较高,且循环加载下强度未有明显退化现象。所有试件均发生延性破坏,端部开孔耗能腹板孔间板件在低周往复加载下首先发生弯曲屈服进入塑性耗散能量,最终孔间板件产生裂纹并扩展断裂,在此期间中间连接工字钢均处于弹性状态。2.腹板开椭圆孔耗能支撑的稳定承载能力与长细比和耗能腹板长度密切相关,且长细比的减小与耗能腹板长度的增加都有利于耗能支撑稳定性的提高,从而提供更好的抗震性能。3.基于传统能量法原理提出的耗能支撑稳定承载能力修正系数公式形式简单,应用简便,根据修正公式得到的计算结果,与有限元分析计算结果误差较小,公式计算结果较为精确,可供工程设计参考。