隔震与耗能11-防屈曲支撑.ppt

－*－ 思考题：钢管混凝土约束和纯钢约束的防屈曲支撑各有什么优缺点？ －*－ 主要参考文献 Cameron J. Black, Nicos Makris, and Ian D. Aiken, “Component testing, seismic evaluation and characterization of buckling-restrained braces”，Journal of Structural Engineering, Vol. 130, No. 6, June 1, 2004: 880-894 Tsai KC et al, “Seismic experiments on large scale frame structures”, The First Conference on Advanced in Experimental Structural Engineering (AESE), Nagoya,Japan, 2005 Lin ML et al, “Bi-directional sub-structural pseudo-dynamic tests of a full-scale 2-story brbf,part 2: compressive behavior of gusset plates”, Proceedings of the 8th U.S. National Conference on Earthquake Engineering, April 18-22, 2006, San Francisco, California, USA －*－ 第二节 防屈曲支撑阻尼器 汶川地震震害：东方汽轮机厂 －*－ －*－ －*－ －*－ －*－ －*－ 1.1 钢管混凝土约束 (a)典型钢管混凝土约束防屈曲支撑阻尼器基本构造 (b)耗能内芯与约束钢管混凝土约组合形式 1.防屈曲支撑 主要构造形式 －*－ 一字芯板＋方钢管约束 1.2 纯钢管约束 －*－ 十字芯板＋方钢管约束：之一 1 1 －*－ －*－ 十字芯板＋方钢管约束：之二 －*－ 十字芯板＋角钢约束 －*－ 十字芯板＋四小方钢管约束 －*－ 一字芯板＋槽钢约束 －*－ 双重圆钢管 －*－ 芯板与约束的其他组合形式 －*－ 2.工程应用 截至2006，在日本有近400栋、美国有50余栋建筑安装了防屈曲支撑。（新日铁网站） －*－ 结构高度597米，共117层。跨越底部7层的巨型斜柱采用防屈曲支撑，支撑净长48米，屈服承载力达到3900吨，截面为1.5m×0.9m。 天津高银117大厦 －*－ 新建钢结构，日本：一字形内芯 －*－ 北京通惠家园： 十字内芯 －*－ 新建钢结构，日本：十字内芯 －*－ 混凝土结构加固，日本 －*－ 混凝土结构加固，日本（续前页）：相关实验 －*－ 桥梁加固，日本 －*－ 钢结构拱桥，日本 －*－ 3.滞回性能 注意：由于内芯与约束件间的摩擦，经常使支撑压力大于拉力，如右图所示。 Berkerley试验 －*－ 4.稳定性 －*－ 内芯平衡方程为 式中，Ei为内芯弹性模量，Ii为内芯截面惯性矩，x为截面距左端的距离，y为x处的挠度对上式求二阶导数，P为轴力， q(x)为约束构件对内芯作用力，Mqr(x)为q(x) 和支座反力引起的x截面的弯矩。 (1) 约束构件的平衡方程为 式中，Eo和Io分别为约束件的弹性模量和截面惯性矩。对于钢管混凝土， Eo可取混凝土弹性模量， Io取混凝土惯性矩和钢管折算惯性矩之和。 (2) －*－ 式(1)与(2)相加，得 上式即 (3) (4) 上式与把内芯与约束件看成一个整体时的弯矩曲率方程完全相同。 由式(4)可求得防屈曲支撑的临界力为 式中，L为支撑长度；KL为支撑有效长度；K与边界条件有关，两端铰接时K=1。 (5) －*－ 5.节点板的稳定 (详见文献2和3) (a)无边肋 (b)有边肋 螺栓连接 －*－ 铰接