以钢筋为核心受力构件屈曲约束支撑的构造研究与试验

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屈曲约束支撑是一种具有稳定滞回耗能特性的金属耗能装置,在建筑结构中已经得到广泛应用,但是屈曲约束支撑在钢筋混凝土框架结构中的应用多局限于既有结构的加固改造。基于现有屈曲约束支撑知识产权的专利保护,并且考虑到大部分现有屈曲约束支撑加工制作费用比较昂贵的现状,本文提出了一种制作简单、造价低廉、便于推广应用于现浇钢筋混凝土框架结构中的屈曲约束支撑,一种以钢筋为核心受力构件的屈曲约束支撑。本文针对这种新型支撑进行了低周疲劳试验,并利用有限元法对试验结果进行验证,主要内容如下:(1)基于钢筋混凝土框架结构在我国的应用现状和屈曲约束支撑在钢筋混凝土结构中的应用情况,本文提出将低屈服点钢筋应用到屈曲约束支撑的概念,并详细介绍了这种以钢筋为核心受力构件屈曲约束支撑的研究价值和具体构造。(2)文中对试验支撑进行了具体的构造处理,包括对核心钢筋端部的处理,对支撑端部的构造考虑,压缩层的设置等,并对屈曲约束试验支撑的整体稳定性和局部稳定性等方面进行相关理论分析。文中还进行了拔出试验用以测定钢筋与混凝土间的粘结强度,为试验支撑核心钢筋端部的构造处理提供了必要的依据。(3)三个试验支撑的试验结果都表现出稳定的滞回耗能能力,第一个试验支撑是以钢管混凝土作为约束部件,第二个试验支撑和第三个试验支撑是以钢筋混凝土作为约束部件。与第一个试验支撑相比,第二个和第三个试验支撑的设计能够更加充分地为支撑提供压缩层的作用,更适合实际应用。(4) ABAQUS有限元试验模型较好地模拟了核心受力钢筋的多波屈曲以及核心受力钢筋与约束部件之间接触状态的变化规律,验证了约束部件中混凝土在加载过程中并未发生破坏,并利用有限元模型对实际应用中的新型屈曲约束支撑设置压缩层、约束部件分段方法的合理性进行了验证。
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