屈曲约束支撑结构设计方法与工程应用

前言
第1章绪论1
1.1研究背景及意义1
1.2屈曲约束支撑3
1.2.1屈曲约束支撑的原理3
1.2.2屈曲约束支撑的分类4
1.2.3屈曲约束支撑的构成5
1.2.4套筒设计5
1.2.5普通支撑与屈曲约束支撑性能比较6
1.3屈曲约束支撑的研究进展8
1.3.1屈曲约束支撑构件的研究现状8
1.3.2屈曲约束支撑框架结构的研究进展10
1.4屈曲约束支撑框架结构的设计方法12
1.5屈曲约束支撑的工程应用13
第2章地震作用与作用效应17
2.1水平地震作用17
2.1.1设计反应谱17
2.1.2地震作用计算基本规定21
2.1.3结构时程分析基本要求22
2.1.4不考虑扭转耦联效应22
2.1.5考虑扭转耦联效应23
2.2竖向地震作用25
2.2.1竖向振动周期和竖向反应谱25
2.2.2竖向地震作用计算25
2.2.3其他结构27
第3章屈曲约束支撑设计概述28
3.1屈曲约束支撑的布置原则28
3.2屈曲约束支撑的等效截面面积29
3.2.1屈曲约束支撑刚度匹配29
3.2.2屈曲约束支撑设计30
3.3屈曲约束支撑变形控制31
3.3.1屈曲约束支撑变形与楼层位移的关系31
3.3.2屈曲约束支撑设计位移32
3.4屈曲约束支撑承载力32
3.4.1设计承载力32
3.4.2屈服承载力33
3.4.3极限承载力34
3.5屈曲约束支撑设计要求34
3.5.1风荷载与小震下承载力要求34
3.5.2屈曲约束支撑外套筒抗弯刚度要求34
第4章屈曲约束支撑框架结构抗震分析方法36
4.1底部剪力法36
4.1.1计算假定36
4.1.2底部剪力计算36
4.1.3地震作用分布38
4.2振型分解反应谱法39
4.2.1振型分解反应谱法概述39
4.2.2屈曲约束支撑的等价线性化39
4.2.3屈曲约束支撑结构的振型分解法40
4.3静力弹塑性分析法41
4.3.1静力弹塑性分析法的原理及假定41
4.3.2静力弹塑性分析法的分析模型42
4.3.3静力弹塑性侧向加载模式42
4.3.4结构抗震能力评估44
4.3.5静力弹塑性分析法的分析过程47
4.4动力弹塑性分析法48
4.4.1线性时程分析理论49
4.4.2非线性时程分析理论51
第5章屈曲约束支撑框架结构层间位移和内力简化分析方法53
5.1水平荷载作用下框架结构层间位移分析方法53
5.1.1有限元法53
5.1.2近似算法54
5.1.3计算结果与分析59
5.1.4误差分析60
5.2水平荷载作用下屈曲约束支撑框架结构层间位移简化分析方法61
5.2.1层间位移简化分析方法61
5.2.2计算结果与分析66
5.3水平荷载作用下屈曲约束支撑框架结构内力分析方法68
5.3.1柱端剪力68
5.3.2柱端弯矩69
5.3.3梁端弯矩和剪力71
第6章屈曲约束支撑钢框架结构抗震性能试验与理论73
6.1试验概况73
6.1.1试件设计与制作73
6.1.2试验装置及加载制度75
6.2材料性能76
6.3试验结果与分析77
6.3.1破坏模式77
6.3.2滞回曲线78
6.3.3骨架曲线79
6.3.4骨架曲线特征点80
6.3.5延性系数81
6.3.6耗能能力82
6.3.7转动变形分析84
6.4有限元分析88
6.4.1有限元分析模型88
6.4.2材料本构90
6.4.3边界条件与界面接触91
6.4.4试验验证92
第7章屈曲约束支撑连接的计算与构造94
7.1屈曲约束支撑连接构造94
7.1.1屈曲约束支撑连接节点设计原则94
7.1.2屈曲约束支撑典型端部连接形式95
7.2屈曲约束支撑连接计算97
7.2.1螺栓连接计算97
7.2.2焊接连接计算98
7.2.3销轴连接计算99
7.2.4节点板连接焊缝计算101
7.3屈曲约束支撑与混凝土框架的连接构造106
7.3.1屈曲约束支撑与现浇混凝土框架的连接构造106
7.3.2屈曲约束支撑与既有混凝土框架的连接构造107
7.3.3屈曲约束支撑与装配式混凝土框架的连接构造110
7.4屈曲约束支撑与钢框架的连接构造113
7.5屈曲约束支撑与组合框架的连接构造115
第8章不同端部连接形式的屈曲约束支撑抗震性能试验与理论118
8.1试件概况118
8.2试验方案121
8.2.1加载装置121
8.2.2量测内容122
8.2.3加载制度124
8.3材料性能124
8.4试验结果与分析125
8.4.1试验现象总结125
8.4.2滞回特性127
8.4.3轴向弹性刚度129
8.4.4芯板应变和变形需求131
8.4.5拉压承载力不平衡特性134
8.4.6抗拉强度调整系数135
8.4.7延性和累积塑性变形135
8.4.8耗能性能137
8.5精细化有限元分析137
8.5.1材料模型138
8.5.2部件间的相互作用140
8.5.3网格划分与单元类型140
8.5.4边界条件与数值阻尼140
8.5.5精细化有限元分析模型的试验验证141
第9章屈曲约束支撑的制作与安装144
9.1芯板材料性能要求与屈曲约束支撑性能标准144
9.1.1芯板材料性能要求144
9.1.2屈曲约束支撑性能标准144
9.2屈曲约束支撑的制作146
9.2.1芯板材料性能146
9.2.2制作技术要求147
9.3屈曲约束支撑的安装148
9.4制作与安装偏差148
9.4.1偏差产生的原因148
9.4.2偏差预防与处理150
第10章屈曲约束支撑的检测、验收及维护151
10.1检测151
10.1.1材料性能检测152
10.1.2支撑构件检测152
10.2验收154
10.2.1一般规定154
10.2.2主控项目验收155
10.2.3一般项目验收156
10.3维护158
10.3.1维护管理的目的158
10.3.2维护检查的种类和时间要求159
10.3.3维护管理的实施人员和体制160
第11章屈曲约束支撑的工程应用161
11.1基于目标位移的屈曲约束支撑框架结构设计方法161
11.1.1基于侧向刚度比估算屈曲约束支撑的等效截面面积161
11.1.2基于目标位移估算屈曲约束支撑的等效截面面积163
11.1.3屈曲约束支撑框架结构设计方法165
11.2屈曲约束支撑结构（加固工程）166
11.2.1工程概况166
11.2.2屈曲约束支撑的设计166
11.2.3屈曲约束支撑混凝土框架结构计算模型171
11.2.4模态分析172
11.2.5反应谱分析174
11.2.6静力弹塑性分析175
11.2.7罕遇地震弹塑性时程分析180
11.3屈曲约束支撑结构（新建工程）183
11.3.1工程概况183
11.3.2模态分析185
11.3.3反应谱分析186
11.3.4罕遇地震弹塑性时程分析187
参考文献191