新型约束屈曲钢支撑力学性能研究

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传统的约束屈曲支撑一般是由十字形或一字形钢板构成的核心单元加上钢管混凝土构成的约束单元所组成。在轴向荷载作用下,约束屈曲支撑由内核受力单元来承受轴力,约束单元约束其横向变形,防止内核钢支撑在压力作用下屈曲,并保证压力和拉力都只由内核承担。由于单核心截面的约束屈曲支撑在与框架连接时每一端需使用八片连接板及两套螺栓,造成连接部分较长且易发生屈陷,为了改善传统约束屈曲支撑与它的连接段,本文构造双T形新型约束支撑。   新型约束支撑的特色是全钢化设计、内核受力单元上的局部开槽。全钢型的约束单元使组装迅速,缩短制作流程。内核受力单元的局部开槽及双内核单元的设计不但利于施工,缩减了端部连接长度,也利于震后直接拆卸,适时获得支撑是否可继续使用的讯息。   本文研究新型约束屈曲支撑的基本力学性能及其耗能性能。首先理论推导了新型约束屈曲支撑的主要力学性能指标,得出相关公式。   综合考虑材料的非线性,应用有限元软件ANSYS,建立新型约束支撑模型。通过新型约束屈曲支撑滞回性能的试验结果与数值分析结果的比较,验证了模型的正确性。   通过三种模型的特征值屈曲分析与滞回性能的数值分析,得出主要力学性能指标。对有限元计算结果与公式计算进行比较,验证了公式的正确性,同时比较得出较为良好的约束支撑形式是双T形外包方钢管约束屈曲支撑。   通过对新型约束屈曲支撑滞回性能的数值分析,研究新型约束屈曲支撑的摩擦系数、约束刚度、内核受力单元与约束单元之间的间隙、渐变段长度与渐变段的切割方式、连接段的长度、连接刚性对新型约束屈曲支撑的影响,提出各参数的合理取值,为新型约束屈曲支撑设计提供参考。
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