环向预应力三重钢管防屈曲支撑受力性能研究

环向预应力三重钢管防屈曲支撑受力性能研究

论文摘要

提出了一种具有环向预应力的三重钢管防屈曲支撑(three-tube buckling-restrained brace,TTBRB)。该防屈曲支撑由位于中间层提供轴向刚度和承载力并耗散地震能量的芯材钢管,以及分别位于芯材外部和内部限制芯材整体屈曲和局部屈曲的外套管和内套管等3部分组成。内、外套管与芯材钢管之间设置高分子聚乙烯材料制作的减摩层,以减小芯材轴向变形过程中内、外套管与芯材之间的摩擦力。相比用实心截面芯材的传统防屈曲支撑,用空心圆管作为芯材具有更大的回转半径;且取消了混凝土类填充材料,大幅度降低支撑自重,及混凝土损伤导致的耗能能力削弱。内、外套管能够限制芯材钢管的整体屈曲和局部屈曲,并可通过装配应力的方式对芯材钢管施加环向预应力,从而可改变芯材钢管的受拉或受压屈服强度。采用验证的有限元模型研究了内、外套管与芯材钢管之间的间隙和芯材钢管内环向预应力大小对TTBRB滞回性能的影响。分析结果表明,间隙较小时,芯材在轴力作用下的环向变形受到内、外套管的限制而产生环向应力,进一步施加环向预应力后,TTBRB的轴向拉压强度显著改变。仅外套管与芯材套管之间存在间隙时,TTBRB在受拉时可提前屈服,在受压时屈服强度不受影响,应作为三重钢管防屈曲支撑优先采用的方案。

论文目录

  • 1 有限元模型和验证
  •   1.1 有限元模型
  •   1.2 模型验证
  • 2 环向应力对TTBRB轴向性能的影响
  •   2.1 受拉状态下的芯材
  •   2.2 受压状态下的芯材
  • 3 TTBRB滞回性能研究
  •   3.1 不同间隙的TTBRB
  •   3.2 不同环向预应力的TTBRB
  • 4 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 高庆水,田河,杨毅,张楚,肖邵文,胡树青

    关键词: 三重钢管防屈曲支撑,环向预应力,摩擦力,过盈装配,滞回性能

    来源: 建筑钢结构进展 2019年01期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅱ辑

    专业: 建筑科学与工程

    单位: 广东电网有限责任公司电力科学研究院,广东电科院能源技术有限责任公司,中通钢构股份有限公司

    基金: 广东电网公司科技项目(GDKJQQ20153008)

    分类号: TU392.3

    DOI: 10.13969/j.cnki.cn31-1893.2019.01.007

    页码: 51-60

    总页数: 10

    文件大小: 830K

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