双管式屈曲约束支撑力学性能的试验研究

论文摘要

地震是威胁人类生命财产安全的自然灾害,为减小地震对人类影响,建筑工程师和科学家们经过多年试验研究提出了屈曲约束支撑（Buckling-RestrainedBraces,简称BRB）这一概念。BRB在轴压力作用下可屈服而不屈曲,滞回曲线饱满,有良好的耗能能力,用BRB取代框架中的普通钢支撑,不仅可增强框架的的刚度,而且能很好的改善框架的延性,有效的吸收地震能量,保护框架中梁柱等结构构件的安全,使它们保持在弹性范围之内,极大程度上减小了地震灾害。针对传统BRB构件型式及材料种类太多,导致设计时需要考虑之因素过多,易造成构件加工制造及组装时,质量及精度不易控制等缺点,本论文提出一种全新截面的双管式BRB。首先,本论文根据双管式BRB的工作状态,推导了双管式BRB的临界荷载公式,并根据我国的钢材特性提出了保证双管式BRB整体稳定的计算方法和简化计算公式。然后用能量法验证了上述结论的正确性。保证双管式BRB整体稳定的简化计算公式为试验提供了理论支持。其次,本论文以理论为依据设计了双管式BRB构件,并通过结构低周反复加载静力试验对双管式BRB的力学性能进行了研究。最后,整理试验数据并绘出了双管式BRB的滞回曲线,通过分析得出双管式BRB是一种优良的耗能构件的这一结论,并给出了设计双管式BRB的几点建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 本文研究背景
• 1.2.1 建筑材料
• 1.2.2 结构体系
• 1.2.3 控制措施
• 1.3 传统耗能支撑
• 1.3.1 偏心支撑
• 1.3.2 耗能隅撑
• 1.3.3 耗能框支撑
• 1.3.4 附加耗能支撑
• 1.4 BRB概述
• 1.4.1 BRB原理
• 1.4.2 BRB基本构成
• 1.4.3 BRB优缺点
• 1.5 国内外研究现状
• 1.6 本文的研究内容
• 第二章 双管式屈曲约束支撑的理论分析
• 2.1 工作原理
• 2.2 内管的破坏模式
• 2.3 双管式BRB的稳定理论
• 2.3.1 双管式BRB的整体稳定
• 2.3.2 双管式BRB的内管稳定
• 2.4 小结
• 第三章 双管式屈曲约束支撑的试验研究
• 3.1 研究内容和方法
• 3.1.1 试验目的
• 3.1.2 试验方法
• 3.1.3 加载步骤
• 3.1.4 试验仪器
• 3.2 缩尺模型设计
• 3.2.1 构件设计
• 3.2.2 连接设计
• 3.3.变形及刚度计算
• 3.4.仪器标定和构件安装
• 3.4.1 标定测量仪器
• 3.4.2 构件安装
• 3.5 试验过程
• 3.5.1 弹性试验
• 3.5.2 标准加载试验
• 3.5.3 疲劳加载试验
• 3.6 小结
• 第四章 试验结果分析
• 4.1 试验结果
• 4.2 试验分析
• 结论与建议
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 攻读硕士学位论文期间发表的学术论文