端部加强型屈曲约束支撑抗震性能与设计方法

屈曲约束支撑由芯材、无粘结材料和外围套管三 部分构成。在外围套管的约束作用下，芯材在轴向拉 压荷载作用时均能实现全截面屈服，进而耗散地震能 量，改善了普通支撑受压屈曲的特点，使屈曲约束支 撑不仅具有普通支撑的优点，而且具有优异的耗能行 为。在芯材的过渡段及连接段贴焊补强钢板，即为端 部加强型屈曲约束支撑，该类型支撑工艺简单，便于 工业化生产，有利于降低损耗及工程造价。 王永贵编写的《端部加强型屈曲约束支撑抗震性 能与设计方法》基于屈曲约束支撑的工作原理对其构 造设计的若干关键理论问题进行了详细探讨，通过数 值模拟分析了相关参数对其性能的影响，提出了端部 加强型屈曲约束支撑的设计方法；针对我国钢材市场 ，选取国标Q235角钢作为支撑内核芯材，设计并制作 了足尺试件，通过低周循环加载试验，验证了其消能 减震性能及相关理论的正确性；通过对支撑框架结构 体系消能减震的理论分析及数值模拟研究，详细分析 了屈曲约束支撑的布置方式及抗侧刚度比等对支撑框 架结构抗震性能的影响；根据能量守恒原理，提出了 支撑框架结构基于能量的设计方法。 本书可供从事结构设计、施工等工程技术人员及 高等院校土木工程专业师生阅读参考。

第1章 绪论 1.1 研究背景和现状 1.1.1 屈曲约束支撑简介 1.1.2 屈曲约束支撑研究现状 1.1.3 屈曲约束支撑框架结构体系 1.2 屈曲约束支撑的工程应用 1.3 现有研究的不足 1.4 研究内容及技术路线 1.4.1 研究内容 1.4.2 研究方法 1.4.3 技术路线 第2章 屈曲约束支撑的理论分析 2.1 屈曲约束支撑的工作原理 2.2 屈曲约束支撑的强度要求 2.2.1 核心段的强度要求 2.2.2 连接段的强度要求 2.2.3 T形截面的形心一致性 2.3 屈曲约束支撑的稳定性分析 2.3.1 支撑整体稳定性分析 2.3.2 芯材的稳定性分析 2.3.3 连接段的稳定性分析 2.4 影响因素分析 2.4.1 屈曲约束支撑等效刚度 2.4.2 连接段参数的影响 2.4.3 间隙取值及其影响 2.4.4 芯材初始弯曲影响的影响 2.5 端部加强型屈曲约束支撑的设计方法 2.6 小结 第3章 屈曲约束支撑的有限元分析 3.1 有限元法的理论基础 3.1.1 非线性理论 3.1.2 非线性理论的求解 3.1 _3特征值问题 3.2 有限元模型的建立 3.2.1 材料的定义 3.2.2 单元的定义 3.2.3 网格的划分 3.2.4 加载方式 3.2.5 边界条件 3.3 有限元分析 3.3.1 试件参数 3.3.2 特征值分析 3.3.3 影响因素分析 3.4 小结 第4章 屈曲约束支撑足尺试验研究 4.1 试件设计 4.1.1 芯材核心段的设计 4.1.2 芯材端部加强段的设计 4.1.3 外围约束机制的设计 4.1.4 支撑的设计参数 4.2 试件制作流程及材性试验 4.2.1 端部加强型支撑制作过程 4.2.2 切削型支撑制作过程 4.2.3 其他加载附件的制作 4.2.4 材性试验 4.3 试验方案 4.3.1 加载设备 4.3.2 量测方案 4.3.3 加载方案 4.4 试验结果 4.4.1 滞回曲线 4.4.2 荷载一应变曲线 4.4.3 外套管跨中侧向位移 4.4.4 破坏形态 4.5 力学性能分析 4.5.1 力学非对称性 4.5.2 割线刚度 4.5.3 耗能系数及等效黏滞阻尼比 4.5.4 延性及累积塑性延性 4.5.5 受拉强度调整系数 4.5.6 骨架曲线与恢复力模型 4.6 小结 第5章 支撑一框架体系的消能减震分析方法 5.1 有限元法的基本思想 5.2 支撑框架体系的动力微分方程 5.2.1 质量矩阵 5.2.2 阻尼矩阵 5.2.3 刚度矩阵 5.3 振型分解反应谱法 5.4 时程分析法 5.5 推覆分析法(Push-over法) 5.5.1 Push-over分析方法基本原理 5.5.2 Pus卜over分析流程 5.5.3 塑性铰的定义 5.5.4 侧向力分布模式 5.6 小结 第6章 屈曲约束支撑-框架结构的有限元分析 6.1 屈曲约束支撑一框架结构的协同工作机理 6.1.1 支撑布置方式 6.1.2 抗侧刚度比 6.2 结构分析模型 6.2.1 场地条件 6.2.2 层数及支撑布置方式 6.2.3 材料特性及荷载工况 6.3 多遇地震下的时程分析 6.3.1 地震记录的选取与调整 6.3.2 弹性层间位移角 6.3.3 底层剪力 6.3.4 底层支撑轴力 6.4 罕遇地震下的时程分析 6.4.1 地震记录的选取与调整 6.4.2 抗侧刚度比变化对弹塑性层问位移角的影响 6.4.3 底层剪力 6.4.4 支撑轴力 6.5 Push-over分析 6.5.1 结构模型自振周期 6.5.2 层间位移角 6.5.3 层间剪力及框架剪力分担率 6.5.4 塑性铰分布 6.6 小结 第7章 屈曲约束支撑-框架结构体系基于能量的设计方法 7.1 支撑框架结构能量理论 7.1.1 地震输入能量的影响因素 7.1.2 地震输入能量的计算 7.1.3 屈曲约束支撑屈服所耗能能力 7.2 设计方法 7.3 小结 第8章 结论与展望 8.1 主要结论 8.2 创新点 8.3 展望 参考文献