双T形新型约束屈曲支撑的试验研究

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普通支撑受压易屈曲,约束屈曲支撑是对普通支撑的改进,通过在普通支撑的外围合理设置约束机构,限制其受压屈曲而不限制其轴向变形,实现支撑无论受拉还是受压都表现为全截面屈服。   目前对约束屈曲支撑的研究主要集中于约束机构为钢管混凝土、芯材为一字形或十字形钢板的约束屈曲支撑。这种单核心断面的约束屈曲支撑在与框架结构相连时每一端需使用八片拼接板及两套螺栓,造成连接部分较长且易发生屈曲。此外,芯材与约束机构之间仅靠中间设置限位卡固定,设置限位卡不仅麻烦而且固定不牢,约束机构极易发生滑动,使芯材耗能段裸露而产生局部屈曲。鉴于此,本文提出一种纯钢制造的一体成形的双T形新型约束屈曲支撑,可以很好地解决上述问题。   双T形新型约束屈曲支撑由主受力单元、侧撑单元和约束单元组成。其中侧撑单元和约束单元共同组成约束机构,约束主受力单元消能段在横向的屈曲。该种新型支撑具有诸多优点:①侧撑单元与主受力单元连成一体,不会滑动,能够较好地保证约束机构发挥约束屈曲的作用,支撑的消能段不易发生局部屈曲;②支撑端部是双T形,与框架节点板相连时采用搭接连接,无须拼接板,只需一套螺栓,缩短了连接段的长度,连接段不易屈曲或破坏;③支撑是由纯钢制造,无需浇筑混凝土,大大缩短了制作时间;④由于是纯钢支撑,自重相对较轻。因此可广泛应用于大跨结构、多高层结构等各种在建和已建建筑。   双T形新型约束屈曲支撑是一种新型耗能支撑,影响其性能的因素众多。为了研究约束机构、约束比、内核板件宽厚比、内核切割方式和构造等因素对其耗能性能的影响,本文制作了6个缩尺支撑模型。通过静力往复试验,研究了该新型支撑在低周往复荷载作用下的滞回性能、耗能机制、位移延性、刚度退化和破坏形态等。在静力往复试验过程中,根据试件的破坏形态不断完善其构造,最后得到了构件的合理构造形式。试验结果表明:构造合理的双T形新型支撑耗能稳定、滞回圈饱满、延性较好、屈服后刚度退化较慢。   在试验的基础上,对该种新型支撑进行了理论分析,给出了其可能发生的各种失稳模式下的限制条件,并结合试验结果建立了力学模型;最后就该种支撑的设计方法进行了探讨,给出了支撑构件的设计流程。
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