屈曲約束支撐結構設計方法與工程應用

前言
第1章緒論1
1.1研究背景及意義1
1.2屈曲約束支撐3
1.2.1屈曲約束支撐的原理3
1.2.2屈曲約束支撐的分類4
1.2.3屈曲約束支撐的構成5
1.2.4套筒設計5
1.2.5普通支撐與屈曲約束支撐性能比較6
1.3屈曲約束支撐的研究進展8
1.3.1屈曲約束支撐構件的研究現狀8
1.3.2屈曲約束支撐框架結構的研究進展10
1.4屈曲約束支撐框架結構的設計方法12
1.5屈曲約束支撐的工程應用13
第2章地震作用與作用效應17
2.1水平地震作用17
2.1.1設計反應譜17
2.1.2地震作用計算基本規(guī)定21
2.1.3結構時程分析基本要求22
2.1.4不考慮扭轉耦聯效應22
2.1.5考慮扭轉耦聯效應23
2.2豎向地震作用25
2.2.1豎向振動周期和豎向反應譜25
2.2.2豎向地震作用計算25
2.2.3其他結構27
第3章屈曲約束支撐設計概述28
3.1屈曲約束支撐的布置原則28
3.2屈曲約束支撐的等效截面面積29
3.2.1屈曲約束支撐剛度匹配29
3.2.2屈曲約束支撐設計30
3.3屈曲約束支撐變形控制31
3.3.1屈曲約束支撐變形與樓層位移的關系31
3.3.2屈曲約束支撐設計位移32
3.4屈曲約束支撐承載力32
3.4.1設計承載力32
3.4.2屈服承載力33
3.4.3極限承載力34
3.5屈曲約束支撐設計要求34
3.5.1風荷載與小震下承載力要求34
3.5.2屈曲約束支撐外套筒抗彎剛度要求34
第4章屈曲約束支撐框架結構抗震分析方法36
4.1底部剪力法36
4.1.1計算假定36
4.1.2底部剪力計算36
4.1.3地震作用分布38
4.2振型分解反應譜法39
4.2.1振型分解反應譜法概述39
4.2.2屈曲約束支撐的等價線性化39
4.2.3屈曲約束支撐結構的振型分解法40
4.3靜力彈塑性分析法41
4.3.1靜力彈塑性分析法的原理及假定41
4.3.2靜力彈塑性分析法的分析模型42
4.3.3靜力彈塑性側向加載模式42
4.3.4結構抗震能力評估44
4.3.5靜力彈塑性分析法的分析過程47
4.4動力彈塑性分析法48
4.4.1線性時程分析理論49
4.4.2非線性時程分析理論51
第5章屈曲約束支撐框架結構層間位移和內力簡化分析方法53
5.1水平荷載作用下框架結構層間位移分析方法53
5.1.1有限元法53
5.1.2近似算法54
5.1.3計算結果與分析59
5.1.4誤差分析60
5.2水平荷載作用下屈曲約束支撐框架結構層間位移簡化分析方法61
5.2.1層間位移簡化分析方法61
5.2.2計算結果與分析66
5.3水平荷載作用下屈曲約束支撐框架結構內力分析方法68
5.3.1柱端剪力68
5.3.2柱端彎矩69
5.3.3梁端彎矩和剪力71
第6章屈曲約束支撐鋼框架結構抗震性能試驗與理論73
6.1試驗概況73
6.1.1試件設計與制作73
6.1.2試驗裝置及加載制度75
6.2材料性能76
6.3試驗結果與分析77
6.3.1破壞模式77
6.3.2滯回曲線78
6.3.3骨架曲線79
6.3.4骨架曲線特征點80
6.3.5延性系數81
6.3.6耗能能力82
6.3.7轉動變形分析84
6.4有限元分析88
6.4.1有限元分析模型88
6.4.2材料本構90
6.4.3邊界條件與界面接觸91
6.4.4試驗驗證92
第7章屈曲約束支撐連接的計算與構造94
7.1屈曲約束支撐連接構造94
7.1.1屈曲約束支撐連接節(jié)點設計原則94
7.1.2屈曲約束支撐典型端部連接形式95
7.2屈曲約束支撐連接計算97
7.2.1螺栓連接計算97
7.2.2焊接連接計算98
7.2.3銷軸連接計算99
7.2.4節(jié)點板連接焊縫計算101
7.3屈曲約束支撐與混凝土框架的連接構造106
7.3.1屈曲約束支撐與現澆混凝土框架的連接構造106
7.3.2屈曲約束支撐與既有混凝土框架的連接構造107
7.3.3屈曲約束支撐與裝配式混凝土框架的連接構造110
7.4屈曲約束支撐與鋼框架的連接構造113
7.5屈曲約束支撐與組合框架的連接構造115
第8章不同端部連接形式的屈曲約束支撐抗震性能試驗與理論118
8.1試件概況118
8.2試驗方案121
8.2.1加載裝置121
8.2.2量測內容122
8.2.3加載制度124
8.3材料性能124
8.4試驗結果與分析125
8.4.1試驗現象總結125
8.4.2滯回特性127
8.4.3軸向彈性剛度129
8.4.4芯板應變和變形需求131
8.4.5拉壓承載力不平衡特性134
8.4.6抗拉強度調整系數135
8.4.7延性和累積塑性變形135
8.4.8耗能性能137
8.5精細化有限元分析137
8.5.1材料模型138
8.5.2部件間的相互作用140
8.5.3網格劃分與單元類型140
8.5.4邊界條件與數值阻尼140
8.5.5精細化有限元分析模型的試驗驗證141
第9章屈曲約束支撐的制作與安裝144
9.1芯板材料性能要求與屈曲約束支撐性能標準144
9.1.1芯板材料性能要求144
9.1.2屈曲約束支撐性能標準144
9.2屈曲約束支撐的制作146
9.2.1芯板材料性能146
9.2.2制作技術要求147
9.3屈曲約束支撐的安裝148
9.4制作與安裝偏差148
9.4.1偏差產生的原因148
9.4.2偏差預防與處理150
第10章屈曲約束支撐的檢測、驗收及維護151
10.1檢測151
10.1.1材料性能檢測152
10.1.2支撐構件檢測152
10.2驗收154
10.2.1一般規(guī)定154
10.2.2主控項目驗收155
10.2.3一般項目驗收156
10.3維護158
10.3.1維護管理的目的158
10.3.2維護檢查的種類和時間要求159
10.3.3維護管理的實施人員和體制160
第11章屈曲約束支撐的工程應用161
11.1基于目標位移的屈曲約束支撐框架結構設計方法161
11.1.1基于側向剛度比估算屈曲約束支撐的等效截面面積161
11.1.2基于目標位移估算屈曲約束支撐的等效截面面積163
11.1.3屈曲約束支撐框架結構設計方法165
11.2屈曲約束支撐結構（加固工程）166
11.2.1工程概況166
11.2.2屈曲約束支撐的設計166
11.2.3屈曲約束支撐混凝土框架結構計算模型171
11.2.4模態(tài)分析172
11.2.5反應譜分析174
11.2.6靜力彈塑性分析175
11.2.7罕遇地震彈塑性時程分析180
11.3屈曲約束支撐結構（新建工程）183
11.3.1工程概況183
11.3.2模態(tài)分析185
11.3.3反應譜分析186
11.3.4罕遇地震彈塑性時程分析187
參考文獻191