频率效应对屈曲约束支撑耗能性能的影响
三阶屈服屈曲约束支撑耗能机理及设计方法研究
三阶屈服屈曲约束支撑耗能机理及设计方法研究报告1. 研究目标本研究旨在深入探讨三阶屈服屈曲约束支撑的耗能机理，并提出相应的设计方法。
通过对该耗能机理的研究，旨在为工程结构的抗震设计提供更加可靠和高效的解决方案。
2. 研究方法2.1 文献综述：首先对三阶屈服屈曲约束支撑的相关文献进行全面综述，了解国内外学术界在该领域的研究进展和成果。
2.2 数值模拟：使用有限元分析软件，建立适当的模型来模拟三阶屈服屈曲约束支撑结构，在不同加载条件下进行数值模拟分析。
通过调整参数和观察结果，深入研究其耗能机理。
2.3 实验验证：设计合适的试验装置和方案，进行物理实验以验证数值模拟结果。
通过对实验数据进行比对和分析，验证所提出的耗能机理和设计方法的有效性和可行性。
3. 研究发现3.1 耗能机理：通过数值模拟和实验验证，发现三阶屈服屈曲约束支撑的耗能机理主要包括以下几个方面：•利用材料的塑性变形：由于约束支撑的存在，结构在受力过程中会发生塑性变形，从而吸收和耗散地震能量。
•局部失效现象：在强烈地震作用下，约束支撑可能会出现局部失效现象，进一步增加结构的耗能能力。
•三阶屈服屈曲特性：三阶屈服屈曲约束支撑具有较大的位移延性，可以在地震作用下发生较大位移，从而实现耗散地震能量。
3.2 设计方法：基于以上发现，我们提出了一种基于三阶屈服屈曲约束支撑的抗震设计方法。
该方法包括以下几个步骤：•结构预处理：根据结构特点和设计要求，确定适合采用三阶屈服屈曲约束支撑的位置和数量。
•材料选择和参数设计：选择合适的材料，并根据结构特点和设计要求确定约束支撑的参数，如刚度、强度等。
•结构模型建立：使用有限元分析软件，根据实际情况建立结构模型，并对约束支撑进行合理的建模。
•耗能性能评估：通过数值模拟和实验验证，评估所设计的约束支撑在地震作用下的耗能性能。
•优化设计：根据耗能性能评估结果，对设计参数进行调整和优化，以提高结构的抗震性能。
4. 结论本研究通过深入探讨三阶屈服屈曲约束支撑的耗能机理，并提出了相应的设计方法。
全组装式屈曲约束支撑低周疲劳性能及抗震需求分析的开题报告
全组装式屈曲约束支撑低周疲劳性能及抗震需求分析的开题报告一、研究背景和意义随着我国工程建设的发展，高速公路、铁路、桥梁等工程建设的规模逐步扩大，工程质量对于社会和经济的发展起着重要的作用。
然而，这些工程建设在长时间的运行和使用过程中，由于受到外界环境的影响，如风、震、温度等因素的影响，导致结构构件的疲劳破坏风险增加。
因此，疲劳性能的研究和抗震设计成为工程建设的重大问题。
近年来，国内外学者探索了许多新的建设技术，其中屈曲约束支撑技术逐渐受到人们的关注。
该技术采用了全组装式的支撑结构，通过减小结构杆件的受力范围来提高其疲劳寿命和抗震能力。
此技术能够适用于各种建筑结构，具有可靠性高、施工周期短、难度小等优点，成为了高层建筑抗震加固和城市轨道交通桥梁的优选技术。
二、研究内容和方案本文拟对全组装式屈曲约束支撑技术的低周疲劳性能和抗震性能进行分析研究。
其主要研究内容和方案如下：1、屈曲约束支撑结构的设计原理及实现方法，探究其在抗震设计中的应用和优势；2、对低周疲劳试验和数值模拟进行分析，研究全组装式屈曲约束支撑结构在疲劳寿命方面的影响因素，探究其疲劳性能提高的机理和可行性；3、通过有限元分析方法，对全组装式屈曲约束支撑结构在地震荷载下的动力响应进行模拟，探究其在抗震设计中的适用性和有效性；4、对全组装式屈曲约束支撑结构在工程实践中的应用进行案例分析，论述其在工程中的实际应用效果，评估其经济可行性和社会效益。
三、研究目标和预期成果本文的研究目标是深入探讨全组装式屈曲约束支撑技术在低周疲劳性能和抗震性能方面的应用，明确其适用性和优势，并结合实际工程案例对其应用效果进行评估，为工程建设提供科学合理的技术支持和决策依据。
预期成果包括：全面分析全组装式屈曲约束支撑技术在低周疲劳性能和抗震性能方面的优势和适用范围；通过试验、数值模拟和案例分析等方法，研究其在工程实践中的应用效果，评估其经济可行性和社会效益；提出相应的优化设计措施和工程实践建议，为工程设计、施工和管理提供科学的支持和指导。
屈曲约束支撑的耗能性能分析
作者简介 ： 梁
伟 （９１ ）女 ， １８ 一 ， 新疆克拉玛依人． 助理工程师 ， 主要从事建筑结构工程研 究． － ｉ １ ２ ００ ９ ＠１６ ｃｍ． Ｅｍａ ： ０ ８ ９０ ２．ｏ ｌｗ
青 岛 理 工 大 学 学 报
第 ３ ２卷
所示 ． Ｓ ｌ ５ 元模 拟 内核 单元 和外 围约束 单元 ， 用 ｏｉ ４ 单 ｄ 并采 用 接触单 元 Ｔ ＡＲＧ １ ０和 Ｃ ＴＡ１３ 理 内 Ｅ７ ＯＮ ７处 芯 与方 钢管 的接 触 问题 ， 芯材 的外 表 面设 为接触 面 ， 方 钢 管形 成 的 内表 面设 为 目标 面 ， 通 过 相 同 的 将 将 并 实 常数 形成 接触 对嘲． 采用 ３ Ｄ六 面体 单 元 和 映射 网格 来 划 分模 型 ， 样 划 分 的 网格 形 状 规则 ， 单元 不 这 且
图 ９ 模 型在 Ｅ－ ｅｔｏ Ｉ ｎｒ 波下顶层位移 曲线 Ｃ
ｘ１ ’ ０ ×１ ０’
Ａｂ ｔａ ｔＢａ ｅ ｎ ｔ ｅＡＮＳ ｓｒ ｃ ： ｓ ｄ ｏ ｈ ＹＳ ｆ ｉ ｌｍｅ ｔｓ ｆｗａ ｅ ｈ ｎ ｌ ｓｓｏ ｈ ｙ ｔｒ ｔｃｂ ｈ ｖ ｉ ｔ ｅｅ ｎ ｏｔ ｒ ，ｔ ｅａ ａｙ ｉ ｆｔ ｅｈ ｓｅ ｅｉ ｅ ａ — ｎ ｅ ｉｒｏ ＲＢｓｗａ ｏ ｅ ａ ｄ ｃ ｍｐ ｒｄ ｗｉ ｈ ｙ ｔ ｒ ｔ ｅ ａ ｉｒ ｏ ｒ ｉ ａ ｙ ｂ ａ ｅ ｎ ｔ ｉ ｏ ｆＢ ｓｄ ｎ ｎ ｏ ａ ｅ ｔ ｔ ｅ ｈ ｓｅ ｅ ｉ ｂ ｈ ｖｏ ｆｏ ｄｎ ｒ ｒ ｃ ｓ ｉ ｈ ｓ ｈ ｃ ｐ ｐ ｒ Ｔｈ ｔ ｄ ｏ ｕ ｅ ｎ ｔ ｅｓ ｉｍ ｉ ｅ ｐ ｎ ｅ ｆｔ ｅｓｅ ｌ ｒｍ ｅｗｉｈ ｔ ｉｆｒ ｎ ｅｓ ａ ｅ． ｅ ｓｕ ｙ ｆ ｃ ｓ ｄ ｏ ｈ ｅｓ ｃｒ ｓ ｏ ｓ ｓｏ ｈ ｔｅ ａ ｔ ｗｏｄｆｅｅ ｔｓ ｉ— ｆ ｍ ｉ ｖ ｓ ｎ ｈ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｅ ｈ ｔｗｈ ｎ ｔ ｅＢＲＢｓｗ ｅ ｅａ ｐｉｄ ｉ ｔ ｈ ｔｅ ｒ ｍｅ ｃｗａ ｅ ，ａ ｄ ｔ ｅ ｒ ｓ ｌｓｓ ｏ ｄ ｔ ａ ｅ ｈ ｒ ｐ ｌ ｎ ｏ ｔ ｅｓ ｅ ｌｆａ ， ｅ ｔ ｅｉ ｔｎ ｉｉｄ ｓｉｆ ｅ ｓａ ｄ ｅ ｅｇ ｉｓｐ ｔ ｎ ａ ｉ ｔ ｆｔ ｅｓｅ ｌ ｒ ｍｅｗｏ ｌ ｅｇ ｅ ｔｙ ｉ － ｈ ｎ ｅ ｓｆｅ ｔ ｎ ｓ ｎ ｎ ｒ ｙｄ ｓ ｉａ ｉ ｂｌ ｙｏ ｈ ｔｅ ａ ｕ ｄ ｂ ｒａ ｌ ｆ ｏ ｉ ｆ ｍ
屈曲约束支撑（BRB）消能减震控制分析
屈曲约束支撑（BRB）消能减震控制分析伍定一【摘要】高烈度区（Ⅷ度及以上）结构采用传统的延性抗震设计方法往往存在以下主要问题：采用传统的框架结构体系，在小震作用下难以满足1/550的层间位移角要求，采用框架-剪力墙体系，结构刚度太大，吸收的地震力大大增加，剪力墙超配筋现象严重，且建筑功能上很多时候限制了剪力墙的布置位置；通过加大结构截面、增加配筋来抵抗地震，结果是断面越大，刚度越大，地震作用也越大，往往给设计带来了很大难度。
采用屈曲约束支撑方案，既能给结构提供小震作用下的附加阻尼比，小震时，屈曲约束支撑仍处于弹性状态，具有足够侧向刚度保证结构满足使用要求，当发生中、强地震时，随着结构侧向变形的增大，屈曲约束支撑率先进入非弹性状态，提供较大阻尼，大量消耗输入结构的地震能量，从而保护主体结构及构件在强震中免遭严重破坏，确保结构安全。
本文分析了某工程在大震作用下的弹塑性变形性能、层间位移角，大震作用下的塑性铰出现顺序和位置、薄弱环节及破坏机制等，同时分析了防屈曲耗能支撑结构在大震作用下的屈服特性。
【期刊名称】《低碳世界》【年(卷),期】2016(000)026【总页数】3页(P157-158,159)【关键词】屈曲约束支撑(BRB);静力弹塑性(Pushover)分析;附加阻尼比;塑性铰【作者】伍定一【作者单位】常德市规划建筑设计院有限责任公司，湖南常德415000【正文语种】中文【中图分类】TU352.1本工程位于新疆省乌鲁木齐市，为一小区内配套幼儿园，3层，建筑物总高度14.400m。
地上部分为屈曲约束耗能支撑的框架结构体系，抗震设防烈度Ⅷ度，设计基本地震加速度为0.2g；设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅱ类场地。
框架的抗震等级为一级。
50年一遇的基本风压为0.6kN/m2，粗糙度为B类［1］。
对结构进行罕遇地震作用下的静力弹塑性（Pushover）分析，是在基于性能的抗震设计方法中，以量化的计算结果来评价结构在大震作用下是否满足“不严重破坏，变形不大于弹塑性变形限值”的抗震性能目标的具体实现手段之一。
屈曲约束耗能支撑结构的原理以及在复杂高层中的应用
屈曲约束耗能支撑结构的原理以及在复杂高层中的应用支撑是一种最为经济的抗侧力构件，它既能提高结构的刚度和承载力，又不影响建筑采光以及内部空间的分割，且施工方便。
传统的带支撑框架有中心支撑框架CBF(Concentrically Braced Frame)和偏心支撑框架EBF(Eccentrically Braced Frame)。
中震和强震时，CBF中的支撑会受压屈曲和受拉屈服，而屈曲会使受压承载力降低，从而限制了支撑作为抗侧力构件的耗能能力，因而大多数抗震规范都对中心支撑的抗震承载力进行调低。
EBF通过偏心梁段的屈服从而限制支撑的屈曲，可使结构具有较好的耗能性能。
但是偏心梁段屈服，地震后结构修复较为困难，且支撑的刚度得不到完全发挥。
由于支撑屈曲不利于能量耗散，因此相对于传统CBF提出了一种新的可以避免支撑屈曲的体系，称为屈曲约束支撑钢框架BRBF(Buckling Restrained Braced Frame)，屈曲约束耗能支撑（Buckling-restrained Brace）由芯材，外套筒以及套筒内无粘结材料组成。
虽然BRB形式多样，但原理基本相似，利用刚度较大的外套筒拟制中心芯板的屈曲。
支撑的中心是芯材(Steel Core)，为避免芯材受压时整体屈曲，即在受拉和受压时都能达到屈服，芯材被置于一个钢套管(Steel Tube)内，然后在套管内灌注填充材料，该填充材料具有一定的强度，又有较好的密实性，且耐久性优越。
为减小或消除芯材受轴力时传给填充材料的力，而且由于泊松效应，芯材在受压情况下会膨胀，因此在芯材和砂浆之间设有一层无粘结材料或非常狭小的空气层(Gap)。
屈曲约束耗能支撑在日本应用较多，在美国、加拿大和我国台湾地区也有使用，我国大陆地区也在推广这种支撑体系，并且在北京、上海、西安等在建建筑中已经开始使用。
屈曲约束耗能支撑的发明解决了普通钢支撑的失稳破坏的问题，使钢结构支撑在受拉和受压时候性能一致，从而大大提高了钢材的利用率。
加强区刚度对屈曲约束支撑承载力的影响
加强区刚度对屈曲约束支撑承载力的影响摘要：屈曲约束支撑是一种良好的耗能构件，由内核构件、外包构件及两者之间的填充物所构成，其中，内核构件由加强段及内部工作段所构成，但在传统计算中，内核构件均作为等截面计算，忽略加强段的影响，导致计算失真，针对该缺点，提出考虑加强段的刚度后，建立较为切合实际的力学模型，采用解析法进行了力学分析，分析结果表明，加强段的刚度对屈曲约束支撑的力学性能有较大的影响。
关键词：屈曲约束支撑；加强区；解析法；刚度影响Abstract: The buckling restrained braces is a good energy-consuming components, constitute the core components, outsourcing components and the filler, core components composed by strengthen segment and internal segments, in the traditional computing, kernel components are calculated as the cross section, ignores strengthen the impact of the segment, resulting in the calculation of distortion, according to the shortcomings to enhance the stiffness of the segment, to establish a more realistic mechanical model, the analytical method for the mechanical analysis, analysis of results showed that the strengthen the stiffness of the segment had a greater influence on the mechanical properties of the buckling restrained braces.Key words: buckling restrained braces; enhance the district; analytical method; stiffness 传统的屈曲约束支撑虽然形式多样，但原理基本相似，都是在支撑的中心设置内核构件，为避免内核构件受压时整体屈曲，即在受拉和受压时都能达到屈服，内核构件被置于一个钢套管内，然后在套管内灌注混凝土或砂浆，为减少或消除内核构件受轴力时传给砂浆或混凝土的力，及由于泊松效应，内核构件在受压情况下的膨胀，因此在芯材和砂浆之间设有一层无粘接材料，如橡胶、聚乙烯、硅胶、乳胶等。
组合钢管混凝土防屈曲耗能支撑的性能研究
的最大变形 出现在 内核中间部位 ， 但变形值不是很
大 。没 有发 生 内核端 部 的局 部 屈 曲 破 坏 ， 没 有 整 也
体失稳破 坏 ， 支撑 内核 也没有 发生 高阶屈 曲现象 ， 表 明该支 撑 设计 合 理 ， 震 性 能 较 好 。模 型 ５的 内 抗
核 单 元发 生 了多个 半 波 弯 曲 的 高 阶模 态 屈 曲 ， 曲 屈 变 形 的 幅值 为 ２ ３ ９ｍｍ， 外 包 钢 管 依 然 保 持 挺 ． １ 而 直 状 态 。多 个 波 段 的 弯 曲使 得 支 撑 内 核 单 元 的最 大轴 向应力 分 布 不 均 匀 ， 发 生 在 多 波屈 曲半 波 的 都
作， 提供较好 的耗厶 厶 力 。 ＦＦ ｉｉ ｂＥ 匕匕 （ ）内 、 核之 间 的间隙 。该 间 隙是保 证 防屈 曲 ２ 外
耗能 支撑正 常工 作 的前提条 件【 ， 置 合理 的间 隙大 设
小才能保证支撑 出现合理的高 阶模 态屈曲。若 间隙
过小 ， 由于泊松 效应 作 用 （ 当一 个物 体 受 到 垂直 压 缩
后， 外套管能 够提供较 好 的约束保 护作用 ， 使得 内
核 端 头并 未 过 早地 发 生 局 部 屈 曲破 坏 ， 而构 件 最 终 应 该 以整 体 失 稳 破 坏 ， 明该 构 件 设 计 较 合 理 ， 表 抗 震 耗 能性 能 良好 。模 型 ２外 套 管 端 部 与 内 核 接 触 处 屈 曲变 形 值 也 最 大 ， 是 继 续 施 加 位 移 荷 载 ， 若 内 核 的 端部 有 可 能 发 生 局 部 屈 曲 破 坏 。这 主 要 是 因 为 内核 端 部 突 出段 长 度 稍 长 ， 得 外 核 对 内核 的 约 使
中图分类号 ： １ ． ； Ｐ３ ５ ９ＴＵ３２ １ ５． 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：６ ３５ ８ （０ １ ０—４ ７０ １ ７ —７ １ ２ １ ）４０ ３ —３
屈曲约束支撑的缺陷影响分析
第24卷第1期2008年2月结 构 工 程 师Structural EngineersVol .24,No .1Feb .2008收稿日期:2007-09-11基金项目:江苏科技大学青年基金(101220204)屈曲约束支撑的缺陷影响分析王仁华1,2 俞铭华1 谢步瀛2(1.江苏科技大学,镇江212003;2.同济大学土木工程学院,上海200092)摘 要 对屈曲约束支撑在施工过程中容易产生的套管与核心部分间空隙尺寸偏差和核心板厚偏差进行研究。
借助ANSYS 有限元软件,分析这两类施工缺陷对屈曲约束支撑临界荷载的影响,得出了缺陷影响的曲线和图表,结果表明空隙尺寸偏差和板厚偏差对支撑的弹性临界荷载影响明显,设计和施工过程应该严格控制。
另外,文中提供的曲线图表可应用于设计中预估屈曲约束支撑临界荷载,应用有限元方法可拓展屈曲约束支撑的试验研究,减少试验成本。
关键词 屈曲约束支撑,施工缺陷,有限元,极限荷载Analysis of Deflecti on ’s I nfluence on Buckling 2Restrained BracesWANG Renhua1,2 Y U M inghua 1 X I E Buying2(1.J iangsu University of Science and Technol ogy,Zhenjiang 212003,China;2.Depart m entof Building Engineering,T ongji University,Shanghai 200092,China )Abstract T wo kinds of initial fabricati on deflecti ons of buckling 2restrained braces (BRB s )were studied,in 2cluding the deflecti on of the thickness of the steel core and the gap bet w een the steel tube and the steel core .By the finite ele ment s oft w are,ANSYS,such t w o s orts of fabricati on deflecti ons were investigated .Some fig 2ures and curves were obtained and the results show that the deflecti ons obvi ously influence the critical l oad of BRB s .I n additi on,such figures and curves can be used t o forecast the critical l oads of the BRB s during the design stage,and the finite ele ment method can widen the experi m ental investigati ons and reduce the experi 2mental cost .Keywords buckling 2restrained brace,fabricati on deflecti on,finite ele ment method,critical l oad1 施工中的几何缺陷近年来,因屈曲约束支撑能使受轴压构件的抗屈曲性能得到很大改善,其研究与应用受到了众多学者的极大关注。
防屈曲支撑钢框架结构耗能性能分析
文章编号:100926825(2010)0120100203防屈曲支撑钢框架结构耗能性能分析收稿日期:2009209202作者简介:梁华堂(19722),男,工程师,邯郸市盛达建筑有限公司,河北邯郸 056000高天宝(19782),男,讲师,河北工程大学土木工程学院,河北邯郸 056038马裕超(19832),男,河北工程大学土木工程学院硕士研究生,河北邯郸 056038梁华堂 高天宝 马裕超摘 要:指出耗能支撑是钢结构及钢筋混凝土结构的重要组成部分,防屈曲支撑作为一种新的耗能支撑,在国内外研究和工程应用中日趋增多,通过SAP2000有限元软件对设有防屈曲支撑的多层钢框架进行了耗能减震性能分析,结果表明:防屈曲支撑具有良好的耗能减震性能,是结构抗震设计的一种新方案。
关键词:钢框架,防屈曲支撑,耗能,非线性,时程分析中图分类号:TU352文献标识码:A0 引言防屈曲支撑(Buckling Restrained Brace )又名无粘结支撑、约束屈曲支撑等。
图1是T 形防屈曲支撑组成图。
近年来在国内外特别是日本和美国的研究与应用逐渐增多。
普通的支撑有中心支撑和偏心支撑两种。
在发生中震和大震时,中心支撑会受压屈曲和受拉屈服,由于受压屈曲不利于耗能减震,为了弥补中心支撑这一缺陷,采用防屈曲支撑来避免支撑屈曲。
防屈曲支撑是一种在受拉与受压时均能达到屈服而不发生挫屈的轴力构件,而且防屈曲支撑的滞回曲线比较饱满,其耗能能力远远超过普通支撑。
1 运动微分方程与力学模型1.1 运动微分方程防屈曲支撑一般安装在结构的可变形部位,当结构因振动而发生变形时,防屈曲支撑也随之发生变形而消耗地震能量,从而减小结构的振动反应。
在地震作用下,安装有防屈曲支撑的框架结构的运动微分方程为[3]:[M ]{¨x (t )}+[C ]{ x (t )}+[K ]{x (t )}=-[M ]{I}¨x g (t )-[H ]{u (t )}。
屈曲约束支撑的特点
屈曲约束支撑的特点
屈曲约束支撑（UBB）的特点主要包括以下几个方面：
1.恢复力特性：屈曲约束支撑在压缩和拉伸状态下具有等同的恢复力特性。
2.安全性能：在最大轴变形土7%的情况下，屈曲约束支撑仍能保证其安全性能。
3.耐久性：在轴变形土0.75%的情况下，屈曲约束支撑能够承受100次循环以上的反复疲劳实验。
4.结构特点：屈曲约束支撑是一种高阻尼耗能构件，同时具有一般支撑和耗能构件的两层作用。
其承载才干高，轴向承载才干仅取决于支撑芯材截面积和芯材强度值，与支撑长细比等参数无关。
在结构系统中，屈曲约束支撑能够维护主体结构免遭地震破坏，起到类似于可替换的“保险丝”的作用。
总的来说，屈曲约束支撑具有优秀的恢复力特性、安全性能、耐久性和结构特点。