《裝配式組合防屈曲支撐及其框架結構的設計理論》是依託清華大學，由郭彥林擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：裝配式組合防屈曲支撐及其框架結構的設計理論
- 依託單位：清華大學
- 項目負責人：郭彥林
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
防屈曲支撐是一種集抗側力與消能減震於一體的新型構件，具有廣闊套用前景。本課題將圍繞一組創新型裝配式組合防屈曲支撐，對其設計理論展開全面深入的研究。這種裝配式組合防屈曲支撐與一般防屈曲支撐的最大區別在於外圍約束構件的組成及受力機理不同，前者由多個鋼製約束組件通過螺栓裝配而成，其構造特點使得構件加工與精度控制更簡便，利於現場組裝，而且震後修復拆裝也僅需更換核心構件，維護成本低。本研究將藉助理論分析與試驗研究相結合的手段，揭示這種裝配式組合防屈曲支撐的外圍約束機理與構件破壞模式，確定不同類型支撐的約束比限值要求；由於螺栓連線對外圍約束構件形成有效的捆綁作用是此類構件正常工作的前提，因而將對連線捆綁作用的設計方法進行獨創性的研究。為配合與推廣這類新型支撐的工程套用，本課題還將通過剖析防屈曲支撐與框架結構間的相互作用關係，確定關鍵設計參數的取值，並輔以試驗研究，建立防屈曲支撐框架結構的設計方法。
結題摘要
本項目對四角鋼組契約束型防屈曲支撐、四槽鋼組契約束型防屈曲支撐、方矩管組契約束型防屈曲支撐等多種形式的裝配式防屈曲支撐構件進行了研究。雖然裝配式防屈曲支撐構件擁有自重輕、施工成型速度快、加工精度高等優勢，但是由於其外圍約束體系採用螺栓連線而且構造相對複雜，使得外圍約束剛度的折減方法和螺栓內力的計算都較為困難。本項目通過對外圍約束體系進行與空腹桁架結構體系的等效，獲得了外圍約束體系剛度取值的理論公式；通過考慮構件的整體彎曲變形及核心的局部多波變形，同時計入核心外伸段附加偏心距的影響，得到了防屈曲支撐構件約束比的設計公式；結合構件的局部內力分析及精細有限元計算結果，獲得了真實受力狀態中的螺栓內力計算公式。至此，通過詳盡的理論研究和大量的有限元數值分析，揭示了三類裝配式防屈曲支撐構件的受力機理，並獲得了適用於工程實際的系統的構件設計方法。同時，進行了8根四角鋼組契約束型防屈曲支撐、4根四槽鋼組契約束型防屈曲支撐、13根方矩管組契約束型防屈曲支撐的純壓循環荷載試驗和滯回試驗，驗證構件設計方法的同時研究了構件在實際框架結構當中的消能減震性能。此外，通過對核心分離式防屈曲支撐的理論和試驗研究（14根試件），充分比較了各類全鋼防屈曲支撐的滯回性能。結果表明，裝配式防屈曲支撐在地震往復荷載作用下具備良好的耗能能力，本項目建立的設計方法正確，簡單實用。
