通过芯材受力,外包钢约束的工作原理,防屈曲支撑在拉压状态下都能实现屈服而不屈曲,表现出良好的滞回性能。在大震甚至罕遇地震下,防屈曲支撑充分利用材料强度,通过自身全截面屈服耗散地震能量,充当“保险丝”最大限度地减低地震对主体结构的影响。本文主要工作是基于边缘屈服准则,通过对芯材多波屈曲模态的假定,理论推导出理想间隙值与承载力的计算公式,为防屈曲支撑的设计提供理论依据。具体研究内容如下:一、假定外包钢刚度无穷大,不发生弯曲变形,基于边缘屈服准则,假设芯材因为初始缺陷在压力下发生多波屈曲,并把芯材边缘截面屈服时所受的荷载作为极限应力,此时产生的最大挠度为理想间隙值,推导出“一字型”和“十字型”芯材间隙值与边缘屈服极限应力的通用理论计算公式;并对公式内包含的芯材初弯曲、芯材长度、芯材宽度、芯材厚度和屈曲半波数进行参数分析;并对“十字型”截面与“一字型”截面进行横向对比,以了解间隙值和极限应力的变化规律和变化特性。二、对本文提出的理论公式进行改进,考虑了外包钢产生的挠度和外包钢对芯材的约束作用,基于边缘屈服准则,提出了更加符合防屈曲支撑实际工作情况的间隙值与边缘屈服极限应力改进后的理论推导公式;利用改进后的极限应力计算公式,基于约束比的概念提出了新的外包钢最小刚度计算公式;利用边缘屈服极限应力增量的衰减,估算出屈曲半波数,并由此得出芯材宽厚比的限值;最后介绍了一种新型的外包钢形式,双型钢矩形管。三、最后,基于外包钢刚度无穷大的假设,建立“十字型”和”一字型”防屈曲支撑有限元模型,介绍了模型建立的单元选取、材料属性、网格划分;利用ANSYS软件,比较不同约束类型下的边缘屈服极限应力并由此确定约束类型;在相同荷载情况下,进行边缘屈服极限应力的有限元结果与理论结果差异性分析;利用一字型防屈曲支撑宽度对边缘屈服极限应力无影响的特性通过有限元模拟验证本文公式的正确性;通过逐步加载,模拟了芯材多波屈曲从低阶向高阶发展的全过程;最后比较了不同间隙值下的应力-应变曲线与滞回曲线。