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装配式防屈曲支撑的研究进展及工程应用

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2024年第5期 0201-0204页

作者：魏庆庆姜洋孙晓菲聊城大学山东聊城252000

防屈曲支撑(BRB)是一种具有普通支撑和金属阻尼器双重功能的支撑形式,它既是一种具有优秀抵抗轴向拉压力的构件,又是一种应用广泛的建筑支撑结构。本文简要介绍了防屈曲支撑的组成和工作原理,以及近年来出现的一些新型装配式防屈曲支撑... 详细信息

防屈曲支撑(BRB)是一种具有普通支撑和金属阻尼器双重功能的支撑形式,它既是一种具有优秀抵抗轴向拉压力的构件,又是一种应用广泛的建筑支撑结构。本文简要介绍了防屈曲支撑的组成和工作原理,以及近年来出现的一些新型装配式防屈曲支撑,以及装配式防屈曲支撑在实际工程中的一些应用。通过总结防屈曲支撑的发展趋势,展望其未来发展前景。

关键词：装配式防屈曲支撑研究进展工程应用

端部配置延性铸造件的装配式防屈曲支撑抗震性能试验研究

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建筑结构学报 2022年第4期43卷 77-85页

作者：殷占忠徐德宇杨博兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050 兰州理工大学西部土木工程防灾减灾教育部工程研究中心甘肃兰州730050

中心支撑钢框架结构(CBFs)中支撑与框架梁柱连接时,采用传统焊接连接方式容易发生脆性破坏,使支撑不能发挥应有的作用。为此,设计了一种可与框架结构采用螺栓连接的端部配置延性铸造件的装配式防屈曲支撑,并对6个支撑完成了低周往复加... 详细信息

中心支撑钢框架结构(CBFs)中支撑与框架梁柱连接时,采用传统焊接连接方式容易发生脆性破坏,使支撑不能发挥应有的作用。为此,设计了一种可与框架结构采用螺栓连接的端部配置延性铸造件的装配式防屈曲支撑,并对6个支撑完成了低周往复加载试验,研究了其破坏模式、应力分布、滞回性能等。结果表明,端部配置延性铸造件的装配式防屈曲支撑具有较高的承载力和良好的耗能性能,实现了将非弹性变形先后定位于延性铸造件和防屈曲支撑(BRB)的目的,形成了在结构层间位移角1/100之前铸造件耗能,之后BRB补充耗能的"两阶段"耗能特点,结构最大层间位移角达到1/39。通过延性铸造件,框架结构与支撑采用螺栓连接的方式有效地改善了梁柱节点区域的应力分布,同时实现了防屈曲支撑与框架结构的可装配和震后易更换的目标。

关键词：装配式防屈曲支撑延性铸造件低周往复加载试验抗震性能

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装配式防屈曲支撑设计理论的研究进展

建筑科学与工程学报 2013年第1期30卷 1-12页

作者：郭彦林张博浩王小安姜子钦清华大学土木工程系北京100084

介绍了近年来各国学者提出的几种装配式防屈曲支撑形式;在此基础上,阐述了内核构件与外围约束构件的相互作用机理,外围约束构件刚度折减等装配式防屈曲支撑设计理论问题;讨论了保证外围约束构件整体工作对螺栓强度和螺栓间距的要求;最... 详细信息

介绍了近年来各国学者提出的几种装配式防屈曲支撑形式;在此基础上,阐述了内核构件与外围约束构件的相互作用机理,外围约束构件刚度折减等装配式防屈曲支撑设计理论问题;讨论了保证外围约束构件整体工作对螺栓强度和螺栓间距的要求;最后对防屈曲支撑框架节点性能的研究现状进行了总结。

关键词：装配式防屈曲支撑约束比螺栓受力端部节点

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采用碳纤维包裹约束的装配式防屈曲支撑试验

哈尔滨工业大学学报 2016年第6期48卷 98-104页

作者：贾明明李方慧陆斌斌结构工程灾变与控制教育部重点实验室(哈尔滨工业大学) 哈尔滨150090 黑龙江大学建筑工程学院哈尔滨150080

为方便装配式防屈曲支撑拆解修复和提高抗腐蚀能力,提出了采用碳纤维包裹约束的新型装配式防屈曲支撑.一方面,通过剖开纤维材料分离外包约束构件来替换受损内核单元可实现构件震后的快速修复,另一方面,碳纤维布作为外包材料解决了外包... 详细信息

为方便装配式防屈曲支撑拆解修复和提高抗腐蚀能力,提出了采用碳纤维包裹约束的新型装配式防屈曲支撑.一方面,通过剖开纤维材料分离外包约束构件来替换受损内核单元可实现构件震后的快速修复,另一方面,碳纤维布作为外包材料解决了外包钢管耐腐蚀性差的问题.通过4个新型防屈曲支撑构件在往复荷载作用下的拟静力试验,研究了防屈曲支撑在不同加载制度下,不同约束比下的性能.试验结果表明:在循环变形过程中试件基本没有发生刚度与强度的退化,且延性与耗能能力都很好.碳纤维布成功地起到连接装配式防屈曲支撑两部分外包约束单元的作用,并可有效抵抗来自内核单元施加的侧向推力.采用碳纤维包裹约束的新型防屈曲支撑受压时,内核单元会产生多波屈曲现象,使得约束单元中的包裹材料发生变形,最终使得构件的滞回曲线表现为力的"跳动",多波屈曲现象更为显著试件的滞回耗能能力略差.新型装配式防屈曲支撑具有良好的滞回性能,为防屈曲支撑实现可装配式提供了新途径.

关键词：装配式防屈曲支撑碳纤维滞回性能耗能能力多波屈曲

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装配式防屈曲支撑构件设计方法研究

装配式防屈曲支撑构件设计方法研究

作者：江磊鑫清华大学

学位级别：硕士

防屈曲支撑是一种性能优越的耗能减震构件,在发达国家和地区已经被认可和推广,在我国的一些工程中也开始尝试使用。为了能够实现自主生产防屈曲耗能支撑,推动防屈曲支撑在我国的普及应用,本文提出了一系列新型装配式防屈曲支撑,并在普... 详细信息

防屈曲支撑是一种性能优越的耗能减震构件,在发达国家和地区已经被认可和推广,在我国的一些工程中也开始尝试使用。为了能够实现自主生产防屈曲耗能支撑,推动防屈曲支撑在我国的普及应用,本文提出了一系列新型装配式防屈曲支撑,并在普适性的防屈曲支撑理论基础上对其展开研究,探索其可能的破坏模式,并寻找合理的设计方法。本文首先从弹性屈曲方程入手,经过推导得到了适应于一般防屈曲耗能支撑的弹性理论,包括弹性屈曲荷载、内核及外围部分的单独受力状态等。对于一般的防屈曲支撑,提出用“外围约束比”这一参数控制外围部分的设计,使防屈曲支撑在内核屈服之前不发生整体弹塑性失稳,并给出了外围约束比的控制公式,对于不同的防屈曲耗能支撑只需要确定公式中的不同参数。接着本文以单核的型钢组合防屈曲支撑为例,通过一系列有限元算例并结合理论分析,剖析了这种防屈曲支撑的受力机理,并确定了其外围约束比控制公式。另外本文结合单核的型钢组合防屈曲支撑,给出了装配式防屈曲支撑外围连接件的设计方法,包括关键连接件的强度验算、间距控制要求等。同样地,本文给出了另外两种装配式防屈曲支撑的设计方法,即双核型钢组合防屈曲支撑和双矩管带肋约束型防屈曲支撑。在这两种防屈曲支撑的研究过程中,与单核型钢组合防屈曲支撑的相同之处都简略带过,主要侧重于它们与单核支撑的不同之处。本文还首次提出了“屈曲延迟型增强构件”的概念。屈曲延迟型增强构件是防屈曲支撑的衍生物,通过外围的约束提高内核的稳定承载力,适宜用于已有建筑物的加固改造。本文在已有的防屈曲支撑的研究成果的基础上,给出了屈曲延迟型增强构件的设计方法,主要是其稳定极限承载力的确定。以上是本文的主要研究工作,即防屈曲支撑构件的设计方法。在文章最后,还研究了同步施工方案产生的初压力对防屈曲支撑构件及结构体系的影响,为防屈曲支撑结构的施工提供参考。

关键词：装配式防屈曲支撑设计方法外围约束比屈曲延迟型增强构件

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装配式防屈曲支撑专利技术现状分析

装配式防屈曲支撑专利技术现状分析

2014年全国钢结构设计与施工学术会议

作者：徐闻李艳琴国家知识产权局专利局材料工程发明审查部

装配式防屈曲支撑作为一种性能优越的消能减震构件,在我国具有广阔的应用前景。近年来,相关领域的专利申请量迅速增长。本文从国内外装配式防屈曲支撑专利现状出发,对专利申请量趋势、该领域的重要申请人及技术分支等角度进行分析,为其... 详细信息

装配式防屈曲支撑作为一种性能优越的消能减震构件,在我国具有广阔的应用前景。近年来,相关领域的专利申请量迅速增长。本文从国内外装配式防屈曲支撑专利现状出发,对专利申请量趋势、该领域的重要申请人及技术分支等角度进行分析,为其研发与应用提供有益指导。

关键词：装配式防屈曲支撑专利分析

来源： cnki会议评论

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带延性铸造件的装配式防屈曲支撑试验研究

带延性铸造件的装配式防屈曲支撑试验研究

作者：李锦铭兰州理工大学

学位级别：硕士

特殊中心支撑框架(SCBF)是一种具有良好抗震性能的结构体系。在传统的结构设计中,防屈曲支撑和框架连接采用焊接节点板连接。历次震害证明,焊接节点板在往复地震作用下,节点板处的焊缝易发生脆性破坏,迫使防屈曲支撑提前退出工作,降低... 详细信息

特殊中心支撑框架(SCBF)是一种具有良好抗震性能的结构体系。在传统的结构设计中,防屈曲支撑和框架连接采用焊接节点板连接。历次震害证明,焊接节点板在往复地震作用下,节点板处的焊缝易发生脆性破坏,迫使防屈曲支撑提前退出工作,降低了结构的承载力而导致破坏。为了解决上述问题,本文提出一种带延性铸造件的装配式防屈曲支撑,该支撑由铸造件和装配式防屈曲支撑通过角钢高强螺栓连接构成。该支撑有以下几个优点:第一,引入铸造件代替传统节点板连接,避免了在地震作用下SCBF节点域处的应力集中,确保了结构传力的可靠性;第二,铸造件具有强度高、塑性好,能抵御低周疲劳破坏等优点,因此将铸造件作为一种耗能元件引入框架支撑两端,在多遇地震作用下作为普通支撑为钢框架提供抗侧刚度,在罕遇地震作用下充当阻尼器,将塑性变形累积到铸造件,耗散地震能量;第三,铸造件作为可替换元件,利于在震后快速修复,降低修复成本,使结构快速恢复抗震性能;第四,相比使用了混凝土、砂浆等无黏结隔离材料的传统防屈曲支撑,装配式防屈曲支撑大幅度缩减了生产周期,简化了施工工艺,实现了现场装配的目的。为得到该支撑的承载能力、初始刚度、耗能性能等力学性能,本文通过对20个带延性铸造件的装配式防屈曲支撑进行数值模拟以及对6个试件进行循环加载下试验研究,将试验结果与有限元模拟结果进行对比,得到结论如下:1)试验和数值模拟的骨架曲线变化趋势一致,均有弹性阶段、弹塑性阶段及塑性阶段;刚度退化曲线基本相似,均呈现出前期刚度退化较快,后期趋于平缓的趋势。整个过程铸造件受力稳定,小卡套约束耗能段效果明显,没有发生弯扭失稳,而试件最终破坏模式为相对薄弱的装配式防屈曲支撑发生了强度破坏。装配式防屈曲支撑能实现快速安装以及拆卸,从而验证了防屈曲支撑装配式的可行性。2)试验和数值模拟应力应变分布基本相同,试件各部位屈服先后顺序:铸造件耗能段>装配式防屈曲支撑>各连接部位,说明铸造件实现了在SCBF中产生可控的塑性铰。试件的变形满足支撑的循环变形能力,满足相应结构层间位移角《建筑抗震设计规范》GB50010的“1/50的弹塑性层间位移角限值”要求。3)试验和数值模拟的滞回曲线变化趋势一致,试验所得能量耗散系数E均大于2.0,而数值模拟下的能量耗散系数略大些,说明该支撑有良好的耗能性能。小于1的轴力超强系数n越大,则承载力越高,抗震性能较好;大于1后,则性能提升不明显,根据大量的数值模拟结果以及试验结果,试件轴力超强系数的设计取值范围在0.85～0.95,铸造件耗能段的设计取值为铸造件长度的30%～40%。4)根据结合试验得到的骨架曲线和数值模拟结果,建立了带延性铸造件的装配式防屈曲支撑的恢复力模型,即三折线模型。通过对带延性铸造件的装配式防屈曲支撑进行试验和数值模拟研究,说明该新型支撑能够较好地耗散地震能量,具有较好的抗震性能。

关键词：装配式防屈曲支撑铸造件试验轴力超强系数恢复力模型

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双矩管装配式防屈曲支撑约束刚度取值研究

工程力学 2015年第4期32卷 22-32页

作者：郭彦林姜子钦王小安黄彬清华大学土木工程系北京100084 上海建工集团上海200080

装配式防屈曲支撑的外围约束构件之间通过高强螺栓连接,其连系螺栓的离散性布置对各外围约束构件形成的整体约束刚度有不利的影响,需要在外围构件约束刚度计算中考虑。该文对一种双矩管装配式防屈曲支撑的外围约束刚度取值进行了研究,... 详细信息

装配式防屈曲支撑的外围约束构件之间通过高强螺栓连接,其连系螺栓的离散性布置对各外围约束构件形成的整体约束刚度有不利的影响,需要在外围构件约束刚度计算中考虑。该文对一种双矩管装配式防屈曲支撑的外围约束刚度取值进行了研究,在理论推导中首先假定外围约束构件为"空腹桁架模型"来考虑离散螺栓连接,而后运用"连续连杆法"将螺栓的离散作用连续化以便于考虑这种不利作用。通过研究"空腹桁架模型"的变形特性考虑外围约束构件约束刚度的折减,最后结合对外围构件受力机理的分析及数值手段,推导并拟合出约束构件分肢间连系刚度,进而完善了外围约束刚度取值的相关理论。提出的方法也得到了数值分析的验证。

关键词：装配式防屈曲支撑外围约束刚度折减系数分肢构件连系刚度高强螺栓

玄武岩纤维包裹约束装配式防屈曲支撑性能试验研究

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建筑结构学报 2015年第S1期36卷 375-381页

作者：贾明明吕大刚陆斌斌哈尔滨工业大学结构工程灾变与控制教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150090

采用玄武岩纤维包裹约束的装配式防屈曲支撑不仅震后易于拆解修复,而且外包纤维布解决了外包钢管耐腐蚀性差的问题。对4个该类防屈曲支撑进行了拟静力试验研究,分析结果表明:玄武岩纤维包裹约束的装配式防屈曲支撑具有良好的滞回性能,... 详细信息

采用玄武岩纤维包裹约束的装配式防屈曲支撑不仅震后易于拆解修复,而且外包纤维布解决了外包钢管耐腐蚀性差的问题。对4个该类防屈曲支撑进行了拟静力试验研究,分析结果表明:玄武岩纤维包裹约束的装配式防屈曲支撑具有良好的滞回性能,在循环加载过程中基本未出现刚度与承载力的退化现象,且延性与耗能能力良好。防屈曲支撑受压时内核单元发生多波屈曲,内核单元施加的侧向推力导致约束单元中起包裹约束作用的玄武岩纤维发生变形,由于内核单元与约束单元之间的间隙增加,从而进一步加剧内核单元的多波屈曲,在防屈曲支撑滞回曲线上表现为受压阶段曲线的"跳动"。试件的最终破坏发生在内核单元屈服段的中间部位或屈服段与非屈服段的连接处;玄武岩纤维布约束效果良好,通过包裹纤维布可以将装配式防屈曲支撑两部分约束单元进行很好的组装。

关键词：装配式防屈曲支撑玄武岩纤维拟静力试验滞回性能多波屈曲