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屈曲约束支撑是一种耗能性能优良的金属耗能装置,可以提高结构的动力性能,已被广泛应用于建筑结构中并取得了良好的效果。现有屈曲约束支撑存在耐腐性差、自重大等不足,限制了其在高耸钢塔架结构和桥梁结构中的应用。本文从拓宽屈曲约束支撑应用面的角度出发,结合耐腐、轻质的复合材料,提出一种新型免维护钢-复合材料屈曲约束支撑。 自主研发的新型免维护钢-复合材料屈曲约束支撑的基本构造、工作原理、制备工艺、耗能性能和设计方法均需展开相关研究,针对以上几方面,本文进行了以下几方面的工作: 1、提出了新型免维护钢-复合材料屈曲约束支撑的基本构造。支撑采用复合材料作为约束构件,并通过伸缩节构造使内核钢芯被复合材料整体包裹,使支撑具有耐腐蚀的特点;结合复合材料的可设计性,提出了支撑的免填充约束屈服段构造形式,使支撑具有轻质的特点。 2、分析了新型免维护钢-复合材料屈曲约束支撑的基本工作原理。推导了支撑的等效弹性刚度、等效弹塑性刚度、伸缩节轴向刚度和支撑最小间隙控制值的计算公式;对支撑的整体稳定、内芯受力单元稳定、连接段稳定进行了分析并给出了计算公式。 3、基于真空导入成型工艺设计了新型免维护钢-复合材料屈曲约束支撑的制备工艺流程,完成了5根试件的加工制作,证明了支撑制备工艺的可行性。 4、开展了新型免维护钢-复合材料屈曲约束支撑在低周反复加载作用下的整体性、耗能能力等性能指标的研究,研究结果表明,新型免维护钢-复合材料屈曲约束支撑在低周反复加载作用下具有较好的整体性和良好的耗能能力。 5、对新型免维护钢-复合材料屈曲约束支撑的设计方法进行了探讨,提出了支撑的设计流程,为将来工程应用提供参考。 根据本文的研究可知,新型免维护钢-复合材料屈曲约束支撑具有整体性好、轻质、耐腐的特点,同时支撑具有良好的耗能能力,是一种具有广泛应用前景的新型耗能支撑。