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新型延性装配式防屈曲钢支撑的滞回性能分析

2021-04-22孙国华杨伟兴

关键词:承载力有限元

陈 浩, 孙国华, 杨伟兴

(1.苏州科技大学 土木工程学院,江苏 苏州215011; 2.中衡设计集团股份有限公司,江苏 苏州215123)

普通钢支撑在强烈地震下往往因受压屈曲导致轴向承载力、变形及耗能能力急剧降低,致使结构破坏。目前,工程界通常会采用防屈曲支撑提高其变形及延性行为。防屈曲钢支撑(Buckling-Resistant Brace,BRB)由核心单元和外围约束单元构成,核心单元承受轴向拉、压力,外围约束单元可抑制核心单元屈曲,确保其在轴力作用下仅发生屈服[1-2]。 在正常使用阶段及多遇地震作用下,BRB 支撑同普通钢支撑一样,提供足够的抗侧刚度和水平承载力。 在罕遇地震作用下,BRB 支撑通过充分发展塑性,有效耗散地震输入能量,避免主体结构遭受严重损伤。

近年来,BRB 支撑成为了结构抗震研究领域的热点,各国学者提出了许多形式新颖、性能优良的构造设计与截面组成方式,并对其滞回性能[3-5]、疲劳性能[6-7]和稳定性能[8-9]进行了大量研究。 已有的研究主要侧重于BRB 支撑整体的稳定性能和滞回性能等方面,就其破坏模式来看,其塑性区域一般都集中在核心单元的某个集中位置,致使变形能力偏低。 周云等提出了定点屈服BRB 支撑[10-11],贾良玖等提出的具有鱼骨式核心单元的BRB 支撑均旨在改善变形能力[12],但国内外学者对提高BRB 支撑延性行为的研究仍涉及较少。 特别是近年来ChiChi 地震(1999 年)[13]、汶川地震(2008 年)[14]、日本Tohoku-Oki 地震(2011 年)[15]都在震后出现了持续时间较长的强余震,这有可能导致BRB 支撑核心单元发生失稳或断裂,对于BRB 支撑的延性提出了更高要求。……

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