约束屈曲支撑耗能性能有限元分析

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1、江苏建筑2010年第1期(总第132期)49约束屈曲支撑耗能性能有限元分析姚楠，郑廷银，杨菊(南京工业大学，江苏南京210009；常州建设高等职业技术学校。江苏常州213016}【摘要]对3种不同构造的约束屈曲支撑进行了有限元模拟，得到了其滞回曲线和骨架曲线。参考有关文献对3种支撑的耗能性能相关指标进行了计算研究，并做出比较。最后建议了支撑较好的构造形式。[关键词】约束屈曲支撑；耗能性能；滞回曲线[中图分类号]TU352．1[文献标识码]A[文章编号]1005—6270(2010)01—0049—03FiniteElemen

2、tAnalysisofDissipationCharacteristicsofBulking-RestrainedBracesYAONanZHENGTing—yinYANGJu(1．NanjingUniversityofTechnology，NanjingJiangsu210009China；2．ChangzhouHigherVocationalSchoolofConstruction，ChangzhouJiangsu213016China)Abstract：Bymeansoffiniteelementanalysisoft

3、hreedifferentcomposedbulkingrestrainedbraces，thehys—tereticCHIVeandskeletoncurveofthethreebulkingrestrainedbracescanbeobtained．Basedonrelevantref-erences，thispapercalculatedthedissipationcharacteristicscorrelationindexofthesethreebulkingrestrainedbracesandalsomadea

4、comparisonamongthem．Atlast，areasonableconstructformofbulkingrestrainedbraceswassuggested．Keywords：bulking-restrainedbrace；dissipationcharacteristics；hystereticcurve0引言数学公式予以描述的曲线型；另一种是分段线性化的折线支撑可使钢框架具备更高的抗侧刚度．但是普通支撑型。曲线型恢复力模型给出的刚度是连续变化的，与实际工存在着受压屈曲问题，其拉压滞回曲线明显不对称。大

5、震时程较为接近，但在刚度的确定及计算方法做了简化。目前较的往复荷载极易造成支撑本身和连接的失效或破坏．同时为广泛使用的是折线型模型。本文采用的双线性模型(应变支撑屈曲后的滞回耗能能力变差，难以有效地消耗地震能硬化模型)，如图1所示。量。而约束屈曲支撑就是针对普通支撑容易压屈这一问题根据美国抗震规程[“]关于耗能器原形试验的规定．耗进行了改进。其理念就是想通过约束机构来约束芯材或主能器的性能指标主要包括等效刚度，等效阻尼，滞回要受力单元，使主要受力构件在受拉和受压时都可屈服而环耗能面积，以及零位移的最大与最小力等，其中，等效不

6、屈曲，从而使其有良好的滞回性能及耗能能力。刚度和等效阻尼分别按式(1)和式(2)计算。由于其优越的性能，国外对其的研究和应用已非常广荷载泛N-2]，而国内对支撑的研究则剐刚起步，缺乏相应的试验研究和理论分析。笔者对3种约束屈曲支撑进行了有限元模拟，分析了其滞回性能。’1耗能指标介绍为了能准确表述支撑的耗能性能，本文引用了相关的／Dy／位彰耗能性能指标约束屈曲支撑由钢制核心受力单元与钢制约束单元组成，它是利用内核受力单元在拉、压反复荷载下的弹塑性滞图1恢复力模型回变形耗能原理制成的耗能装置，因此约束屈曲支撑的力学模型与常规钢构

7、件的力学模型基本一致．只是参数不同[收稿日~]2009—05—18而已。【作者简介】姚楠，~(t983一)，南京工业大学土木工程学院，硕士，防恢复力特性的数学模型大致有两类[31：一种是用复杂的灾减灾工程及防护工程专业．从事钢结构理论及应用研究。江苏建筑2010年第1期(总第132期)在有限元分析中采用美国钢结构协会AISC和加州结㈩构工程师协会SEAOC中规定的关于约束屈曲支撑设计的试验加载幅值及顺序如图3所示。1WD(2)式中，△、△一分别为最大拉伸和最大压缩位移；，和F-分别为△与△一和相应的轴向力；W。为每个滞回环的

8、面积；△为最大拉伸位移△。与△最大压缩位移的绝对平均值。依据建筑抗震试验方法规程规定的荷载一位移滞回曲线的包络线(如图2)，也可计算出各支撑的等效粘滞阻尼系数h或能量耗散系数E。图3加载制度，1滞回曲线包络线面积(FBE+FDE)(3)3有限元分析结果”2叮r三角形面积(AOB+COD)图