非完全约束防屈曲支撑性能分析及设计研究

发布时间：2023-02-07 09:19

　　传统防屈曲支撑多采用由约束构件将内核完全包裹的全约束构造形式,这种设计可以有效约束内核的侧向变形,使防屈曲支撑具有稳定的受力性能,但当内核截面为十字型或H型等复杂形式时,全约束构造需要耗费大量材料。本文利用H型内核自身稳定性好、强轴和弱轴方向惯性矩相差大的特点,通过对其翼缘方向的约束构件进行简化,提出了一种新型防屈曲支撑结构形式,并将其称为非完全约束构造。本文介绍了非完全约束防屈曲支撑的设计理念并提出了初步设计方案;对初步设计方案进行参数优化分析,研究了间隙、约束比等因素对其耗能性能的影响;探究了非完全约束构造形式对防屈曲支撑受力和变形的影响,并根据分析结果提出了相应设计方法。主要研究内容如下:(1)提出了一种新型H型非完全约束防屈曲支撑构造形式并给出了初步设计方案。随后根据既有的理论研究成果,对其进行稳定性验算。(2)基于ABAQUS平台对H型非完全约束防屈曲支撑进行了参数优化分析,研究了间隙、内核缺陷和约束比等因素对其滞回性能以及受力变形的影响。(3)通过全约束与非完全约束防屈曲支撑的对比,发现后者的滞回性能存在缺陷,其滞回曲线出现了滑移和刚度退化现象;随后基于二者应力变形云图的对...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 背景
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 防屈曲支撑介绍
    1.2 防屈曲支撑的研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 防屈曲支撑的工程应用
    1.4 研究内容及思路
2 非完全约束防屈曲支撑的设计构造和建模
    2.1 非完全约束构造的设计思路和优势
    2.2 非完全约束防屈曲支撑的构造
    2.3 非完全约束防屈曲支撑的稳定性验算
        2.3.1 支撑整体稳定性分析
        2.3.2 支撑局部稳定性分析
    2.4 非完全约束防屈曲支撑的有限元建模
        2.4.1 材料本构模型及分析步设置
        2.4.2 荷载及边界条件设置
        2.4.3 接触设置
        2.4.4 建模过程中的简化处理
    2.5 评价防屈曲支撑力学性能的指标
        2.5.1 等效弹性刚度
        2.5.2 受压强度提高系数
        2.5.3 延性系数与累积塑性变形系数
        2.5.4 耗能系数与耗能比
    2.6 本章小结
3 非完全约束防屈曲支撑的参数优化分析
    3.1 屈曲特征值分析
    3.2 间隙参数分析
        3.2.1 间隙研究对照组介绍
        3.2.2 结果分析
        3.2.3 总结
    3.3 内核缺陷参数分析
        3.3.1 缺陷研究对照组介绍
        3.3.2 结果分析
        3.3.3 总结
    3.4 约束比参数分析
        3.4.1 槽钢翼缘最小长度的确定
        3.4.2 槽钢翼缘长度对防屈曲支撑工作性能的影响分析
        3.4.3 槽钢腹板厚度对防屈曲支撑工作性能的影响分析
        3.4.4 总结
    3.5 本章小结
4 非完全约束防屈曲支撑的性能分析和改进措施
    4.1 非完全约束防屈曲支撑受力特点分析
        4.1.1 非完全约束与全约束防屈曲支撑性能比较
        4.1.2 滑移现象原因分析
    4.2 非约束长度对防屈曲支撑性能的影响
        4.2.1 非约束长度影响分析
        4.2.2 合理非约束长度的确定
    4.3 内核材料对支撑性能的影响
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 研究展望
致谢
参考文献



本文编号：3736822