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屈曲约束支撑作为最近三十年来国内外兴起的耗能减震构件,具有在拉力或者压力作用下屈服而不屈曲,滞回曲线饱满,耗能性能稳定的优点,因此被广泛使用。传统的屈曲约束支撑一般采用约束单元在外,核心受力单元在内的结构形式,但在震后往往很难快速方便地检查其损伤程度,检查过程可能会对构件进行二次破坏。为了解决这一问题,此次研究采用核心受力单元在外,约束单元在里的结构形式。利用ABAQUS对端部加强式新型双重圆钢管防屈曲支撑进行分析研究。
分析中对新型防屈曲支撑施加单向拉伸荷载和低周往复荷载,研究长细比、径厚比、约束比、核心受力单元与约束单元之间的间隙、摩擦系数以及初始缺陷对支撑力学性能的影响;研究分别安装防屈曲支撑、普通支撑框架的地震响应,对耗散能量、层间位移、支撑变形量、层间位移以及加速度等对比分析,验证端部加强式新型双重圆钢管防屈曲支撑提高结构抗震性能的有效性。
利用ABAQUS有限元软件对端部加强式新型双重圆钢管防屈曲支撑进行模拟,分析结果显示:端部加强式新型双重圆钢管防屈曲支撑具有很好的力学性能;约束单元与核心受力单元之间的间隙越小对支撑越有利,一般以2mm为宜;在设计中应尽量避免初始缺陷的存在;约束比越大对支撑的力学性能越有利,约束比超过界限约束比后支撑的滞回曲线饱满;长细比越小,支撑的承载力越大,界限约束比越大;径厚比越大支撑越容易出现局部屈曲。因此对不同长细比下径厚比的取值范围进行了归纳,径厚比对支撑的整体屈曲影响较小。
在对框架结构进行研究时发现,多遇地震下,三种框架均处于弹性状态,防屈曲支撑框架的层间位移、支撑变形量、层间剪力以及加速度幅值与普通支撑框架相同,而防屈曲支撑框架耗散地震能量小于普通支撑框架;罕遇地震下,防屈曲支撑框架层间剪力大于普通支撑,除此之外均小于普通支撑。因此端部加强式新型双重圆钢管防屈曲支撑的力学性能优于普通支撑,能够更有效的提高结构的抗震性能。
分析中对新型防屈曲支撑施加单向拉伸荷载和低周往复荷载,研究长细比、径厚比、约束比、核心受力单元与约束单元之间的间隙、摩擦系数以及初始缺陷对支撑力学性能的影响;研究分别安装防屈曲支撑、普通支撑框架的地震响应,对耗散能量、层间位移、支撑变形量、层间位移以及加速度等对比分析,验证端部加强式新型双重圆钢管防屈曲支撑提高结构抗震性能的有效性。
利用ABAQUS有限元软件对端部加强式新型双重圆钢管防屈曲支撑进行模拟,分析结果显示:端部加强式新型双重圆钢管防屈曲支撑具有很好的力学性能;约束单元与核心受力单元之间的间隙越小对支撑越有利,一般以2mm为宜;在设计中应尽量避免初始缺陷的存在;约束比越大对支撑的力学性能越有利,约束比超过界限约束比后支撑的滞回曲线饱满;长细比越小,支撑的承载力越大,界限约束比越大;径厚比越大支撑越容易出现局部屈曲。因此对不同长细比下径厚比的取值范围进行了归纳,径厚比对支撑的整体屈曲影响较小。
在对框架结构进行研究时发现,多遇地震下,三种框架均处于弹性状态,防屈曲支撑框架的层间位移、支撑变形量、层间剪力以及加速度幅值与普通支撑框架相同,而防屈曲支撑框架耗散地震能量小于普通支撑框架;罕遇地震下,防屈曲支撑框架层间剪力大于普通支撑,除此之外均小于普通支撑。因此端部加强式新型双重圆钢管防屈曲支撑的力学性能优于普通支撑,能够更有效的提高结构的抗震性能。