屈曲約束支撐內(nèi)核材料的動力循環(huán)特性研究.pdf

1、屈曲約束支撐作為一種新型的金屬屈服耗能構(gòu)件，在地震作用下，其核心受力單元率先發(fā)生材料的屈服進(jìn)入塑性階段，利用核心材料良好的塑性變形能力耗散地震能量，以確保主體結(jié)構(gòu)的安全性。核心材料的本構(gòu)模型是關(guān)系整體結(jié)構(gòu)滯回性能的關(guān)鍵因素。由于可能很早進(jìn)入屈服狀態(tài)，屈曲約束支撐核心受力部件的應(yīng)變速率可能比普通支撐更加快速。同時，在地震荷載作用下，屈曲約束支撐核心受力部件會產(chǎn)生不斷的循環(huán)強(qiáng)化效應(yīng)。因此，深入了解應(yīng)變速率和循環(huán)強(qiáng)化效應(yīng)對屈曲約束支撐內(nèi)核材料

2、本構(gòu)關(guān)系的影響是十分必要的。
　　 本文首先回顧和總結(jié)了工程中常用的率相關(guān)本構(gòu)模型，繼而針對退火的Q235鋼材進(jìn)行了關(guān)于加載速率的單向拉伸試驗。試驗結(jié)果表明，應(yīng)變速率對該材料的屈服強(qiáng)度影響較大，對抗拉強(qiáng)度和延伸率有一定的影響，不同應(yīng)變速率下的屈服強(qiáng)度數(shù)據(jù)擬合與JC模型和Perzyna模型符合得很好。
　　 通過有限元程序，對屈曲約束支撐應(yīng)變速率的分布規(guī)律以及應(yīng)變速率對其受力性能和耗能能力的影響進(jìn)行了深入研究。研究結(jié)果表明

3、：屈曲約束支撐框架結(jié)構(gòu)中，各層支撐應(yīng)變速率基本呈正態(tài)分布規(guī)律，采用等延性速度反應(yīng)譜曲線可以在延性系數(shù)確定的前提下方便快捷地求解支撐變形速率最大值；考慮應(yīng)變速率影響后，支撐的軸力要相比率無關(guān)模型下的計算結(jié)果偏大，各支撐總的耗能能力與率無關(guān)模型下的計算結(jié)果基本一致。
　　 根據(jù)Two-surface模型，編制了大應(yīng)變循環(huán)作用下軸向受力構(gòu)件的應(yīng)力-應(yīng)變計算程序。通過將屈曲約束支撐的試驗結(jié)果與Two-surface程序數(shù)值模擬進(jìn)行對比，

4、驗證了Two-surface程序預(yù)測循環(huán)強(qiáng)化行為的可行性與精確性。鑒于對本構(gòu)模型和能力曲線的第二剛度系數(shù)研究的必要性，利用Two-surface模型對Q235鋼材進(jìn)行了循環(huán)強(qiáng)化預(yù)測并最終確定由循環(huán)強(qiáng)化引起的第二剛度系數(shù)的大小。
　　 最后，根據(jù)Two-surface程序預(yù)測得到的3種考慮循環(huán)強(qiáng)化影響的本構(gòu)模型與理想彈塑性模型之間進(jìn)行了算例對比分析，采用“基于非線性靜力分析的結(jié)構(gòu)響應(yīng)函數(shù)評價方法”提出在屈曲約束支撐-框架結(jié)構(gòu)設(shè)計過