内置加劲肋加劲板双钢管约束屈曲支撑性能研究

摘要

作为近30年提出的新型抗震构件，约束屈曲支撑已经广泛应用于框架结构、筒体结构、空间网壳结构。然而，约束屈曲支撑自身专利的限制、火力发电厂行业的封闭性以及火力发电厂主厂房钢结构对支撑的独特要求，使得约束屈曲支撑一直未应用于火力发电厂主厂房领域。同时，目前对于大型全钢约束屈曲支撑的研究相对较少。为补充该领域研究的不足，以及将约束屈曲支撑引入火力发电厂主厂房，本文基于火力发电厂主厂房钢结构的特殊性和国内钢材市场的现状，提出内置加劲肋加劲板大型双钢管约束屈曲支撑的设计。并以此为研究对象，进行低周拉压往复加载试验以及有限元数值分析，以探究其受力性能与失效机理。研究内容大致分为以下几点:
　　(1)提出内置加劲肋加劲板大型双钢管约束屈曲支撑，并设计相应的全长15m的足尺试件。对此试件进行低周拉压往复加载试验，研究其在超低周大变形作用下的受力表现和破坏模式，验证该设计的合理性以及在实际工程中的适用性。
　　(2)参照试验试件尺寸，通过ABAQUS软件建立相应数值分析模型，进一步研究其在低周拉压往复作用下的滞回性能、应力应变分布以及内芯变形模式等受力表现，并验证该有限元模型的准确性。在此基础上加密网格，引入钢材断裂失效准则，探究约束屈曲支撑在超低周大变形作用下的破坏模式和失效机理。
　　(3)在不改变内芯以及约束比的前提下，通过改变上述有限元模型中的整体初始缺陷以及内芯与外围约束之间的间隙，探究整体初始缺陷与间隙对内置加劲肋加劲板大型双钢管约束屈曲支撑在低周拉压往复加载下滞回性能、应力应变分布、内芯变形模式等力学表现的影响。

目录

声明

致谢

摘要

1．1 课题研究背景

1．2 约束屈曲支撑国内外研究现状

1．2．1 约束屈曲支撑简介

1．2．2 约束屈曲支撑的起源

1．2．3 国内外研究现状

1．2．4 研究现状总结

1．3 本文研究工作

参考文献

第2章 内置加劲肋加劲板双钢管约束屈曲支撑试验研究

2．1 引言

2．2 内置加劲肋加劲板双钢管约束屈曲支撑试验

2．2．1 试验目的

2．2．2 试验方案

2．3 内置加劲肋加劲板双钢管约束屈曲支撑试验结果与分析

2．3．1 试验现象及破坏模式

2．3．2 荷载位移曲线

2．3．3 荷载应变曲线

2．3．4 拉压对称性分析

2．3．5 承载力和耗能能力分析

2．4 本章小结

参考文献

第3章 内置加劲肋加劲板双钢管约束屈曲支撑有限元分析

3．1 引言

3．2 有限元模型建立

3．2．1 材料本构模型

3．2．2 单元选取

3．2．3 有限元模型简介

3．2．4 模型加载速度和质量放缩系数

3．3 有限元模型准确性验证

3．3．1 荷载-位移曲线

3．3．2 变形模式

3．3．3 应力应变分布

3．4 低周往复循环加载下断裂的有限元分析

3．4．1 钢材断裂失效准则

3．4．2 断裂分析模型简介

3．4．3 断裂分析结果

3．5 本章小结

参考文献

第4章 影响约束屈曲支撑性能的参数分析

4．1 引言

4．2 有限元参数分析

4．2．1 参数分析目的

4．2．2 试件设计

4．2．3 参数分析结果

4．3 本章小结

参考文献

第5章 结论与展望

5．1 主要研究成果

5．2 主要创新点

5．3 研究展望

作者简历

在学期间获得的科研成果