双屈服点屈曲约束支撑开发

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1、主要内容一、研究背景双屈服点屈曲约束支撑开发二、基本原理(Double-stageYieldBRB)三、具体构造四、算例分析清华大学土木工程系潘鹏12研究背景研究背景楼层变形集中产生的层屈服破坏在历次地震中屡见屈曲约束支撑(BRB)已经得到广泛使用，其耗能能力不鲜，是主要破坏模式之一强，滞回曲线饱满，拉压性能相同，疲劳性能好未能充分利用结构抗震储备，大大增加了结构倒塌的风险，且不利于震后修复约束单元内核单元无黏结层钢管341研究背景研究背景常规BRB的不足：针对普通BRB的以上不足，提出了双屈服点屈曲约束支撑(Double-stageYieldBRB,

2、DYB)小震下通常设计为不屈服，基本没有耗能能力使不同楼层安置的DYB处于不同的工作状态，调节结构变形模式，实现楼层变形均匀分布大震下屈服，屈服后刚度小，一般不超过5%，不能阻止该楼层变形的快速增长，即对于改善楼轴力层变形集中现象没有帮助位移56主要内容基本构造主体为两段串联的普通BRB，其中：BRB-S：屈服承载力低，屈服位移小一、研究背景BRB-L：屈服承载力高，屈服位移大在此基础上附加的变形限制装置：二、基本原理用于限制BRB-S的可变形范围三、具体构造变形限制四、算例分析BRB-S装置NBRB-LN吨位小，屈服早吨位大，屈服晚782基本原理基本

3、原理变形限制装置：两串联BRB：1、根据需要，预先设定允许BRB-S的最大可变形值1、装置未激活时，二者串联，整体承载力由承载力小的2、BRB-S的变形达到此预定值时，该装置才激活BRB-S控制3、装置未激活时，BRB-S可自由变形；装置激活后表现为刚性，BRB-S不可继续增加变形NBRB-SBRB-LN4、装置本身可承担一定的拉（压）力弹塑性（控制）弹塑性d02、装置激活后，BRB-S可视为刚体，整体承载力由BRB-LBRB-S控制d0NBRB-SBRB-LNd0：人为设定的最大允许变形量刚性（不变形）弹塑性（控制）（一般设定为拉压相同）910特征状态点DYB使楼

4、层变形分布均匀变形限制装置不同楼层DYB处于不同工作状态，调整位移分布d初始状态：F3NCD状态Ａ：N屈服弹性F2承载力由BBRB-S控制ADYBOF状态Ｂ：Nd1弹性变形限制装置激活闭合变形量同状态B状态C：N屈服集中质量模型承载力由BRB-L控制(假定首层变形集中)保持闭合11123DYB使楼层变形分布均匀主要内容不同楼层DYB处于不同工作状态，调整位移分布NCD一、研究背景B未激活：A（OAB）二、基本原理O层刚度小d三、具体构造（全钢式DYB）纯框架激活：（BCD）四、算例分析层刚度大OAB段：相当于普通BRBBCD段：提供较大的屈服后刚度抑制相应楼

5、层变形增加CD段：第二屈服段防止连结节点破坏1314全钢式ＤＹＢ全钢式DYB内核板材长条螺栓孔根据以上原理，设计了一种切实可行的DYB产品盖板定位螺栓约束槽钢变形限制构件本产品完全采用钢材制造，以低屈服点钢材为内核材加劲肋装置料，以槽钢为主要约束构件，通过螺栓进行连接。翼缘在内核与槽钢间填充橡胶作为无黏结材料螺栓本产品设计方法与普通BRB相似，自重轻，加工简单15164全钢式DYB拟静力试验内核板材采用疲劳性能优秀的低屈服点钢材，定位螺栓将其分内核板材为大、小两个工作段，从而实现BRB-S与BRB-L的串联内核板端部螺栓孔为长条螺栓孔，允许螺栓在孔内滑动。

6、最大滑移量不超过半孔长，实现对BRB-S最大变形的限制约束槽钢装配内核：LY225；其余：Q235整体尺寸：4.0m×300mm×300mmBRB-S：长450mm，截面积1800mm2与普通BRB不同，螺栓顶住孔壁后，槽钢和盖板承担轴力作用BRB-L：长1680mm，截面积6000mm2BRB-S最大许可变形：5mm1718拟静力试验拟静力试验量测方案力控制位移控制D2D1位移计：量测整体变形100kN1/1501/400作动器1/800试件D2位移计：量测BRB-S变形1/2000D1验证变形约束效果A1/1000Axialloading1/500

7、1/200应变片：布置在槽钢与盖板上1/100AA-A监测约束部件状态051015202530应变片Loadingcycle计算约束部件受力加载装置加载制度（每级循环加载3周）19205拟静力试验拟静力试验按预想出现双屈服机制实测性能点2000变形限制装置正常工作第一屈服点第二屈服点最大位移点1000滞回曲线饱满，拉压对称，保留Disp.ForceDisp.ForceDisp.Force0了BRB的优点(mm)(kN)(mm)(kN)(mm)(kN)-1000Restoringforce(kN)拉2.14511.210.9913