防屈曲支撑的工作机理及稳定性设计方法VIP免费

第29卷第3期2009年6月地震工程与工程振动JOURNALOFEARTHQUAKEENGINEERINGANDENGINEERINGVIBRATIONV01．29No．3Jun．2009文章编号：1000—1301(2009)03—0131—09防屈曲支撑的工作机理及稳定性设计方法赵俊贤，吴斌(哈尔滨工业大学土木工程学院，黑龙江哈尔滨150090)摘要：防屈曲支撑(BRBs)是一种兼具普通支撑和金属耗能阻尼器双重功能的新型支撑形式。虽然其概念简单明确，但是丁作机理却较为复杂，而目前人们对此类支撑的本质工作机理还没有得到充分的认识，因此很难提出较为全面合理的构件稳定性设计方法。本文对防屈曲支撑的工作机理进行了剖析，比较了目前已有的构件整体稳定性设计方法并指出了其中存在的问题，进一步提出应重点考虑间隙、边界条件以及摩擦力等因素的“强度一刚度”整体稳定设计方法的观点；从理论上推导了支撑内芯屈服段与约束构件之间的局部挤压力计算公式，揭示了支撑构件局部失稳破坏的机理，并进一步提出应重点考虑内芯板件宽厚比、间隙以及局部约束条件三者相关关系的支撑构件局部稳定设计方法的观点。关键词：防屈曲支撑；稳定性设计方法；整体稳定；局部稳定中图分类号：TU352．1；TU393．2文献标志码：AWorkingmechanismandstabilitydesignmethodsofbuckling-restrainedbracesZHAOJunxian．WUBin(SchoolofCivilEngineering，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150090，China)Abstract：Buckling-restrainedbraces(BRBs)fifeanewtypeofcompositebracingmemberswhichcanacta8bothconventionalbraceswithoutbucklingandmetallicdampers．Althoughtheyaresimpleandclearinconcept，theyarecomplicateda8fortheworkingmechanismofsuchbraces，SOitisdifficulttocontroltheirworkingbehaviorandtoputforwardreasonablestabilitydesignmethods．ThispaperfirstprobestheworkingmechanismofBRBs．Thencomparisonsaremadebetweendifferentoverallstabilitydesignmethodsofwhichthedisadvantagesarepointedoutanditissuggestedthattheeffectsofgap，boundaryconditionandfrictionforceontheoverallstabilityofBRBmem—bersshouldbetakenintoaccountonthebasisofthestrengthandstiffnesscorrelationtheory．Thetheoreticalformu—lasthatdeterminethecontactforcesbetweenthesteelcoreandtheouterrestrainingmemberarederived，whichcanexplaintheessentialreasonoflocalbucklingfailureofBRBmemborsanditisalsosuggestedthatthecorrelationa·mongwidthtothicknessratioofsteelcoremember，gapandlocalrestrainingconditionshouldbeconsideredinthelocalstabilitydesignmethod．Keywords：buckling—restrainedbrace；stabilitydesignmethods；overallstability；localstability引言框架一支撑体系是多高层建筑较为常用的结构抗侧力体系之一，但由于普通支撑在大震作用下容易发收稿日期：2008—09一06；修订日期：2008—10一08基金项自：国家重点基础研究发展计划项目(973计划)(2007CB714204)；国家科技支撑计划项目(2006BAJ06803；2006BAJ0317,06)作者简介：赵俊贤(1982一)，男，博士研究生，主要从事结构耗能减震方面的研究．E-mail：junxian．zIlao@99．corn万方数据132地震工程与工程振动第29卷生整体屈曲或局部屈曲，甚至还会发生低周疲劳断裂，当结构中某一层的支撑失效后，会在该层形成薄弱层使该层结构首先发生破坏，因此很难保证普通框架支撑体系在强震下的抗震性能。另一方面，由于普通支撑设计时是南稳定控制，因此通常都要严格限制支撑的长细比，但如此又会造成支撑的截面增大进而导致结构的地震作用也随之加强，使得梁柱截面尺寸都要放大，造成整体工程的造价提升，十分不经济。防屈曲支撑(BRBs)是近年来应用于多高层建筑抗侧力体系中的一种新型的支撑形式，同时也是一种高效的耗能减震装置(阻尼器)，它主要由钢支撑内芯、外包约束构件以及在上述两者之间所设置的无黏结材料或间隙三部分组成。在风荷载或地震作用下，防屈曲支撑框架中的支撑轴力只由钢支撑内芯来承担，而外包约束构件理论上并不分担其轴力，只是通过对内芯的侧向屈曲变形进行约...