屈曲約束支撐內核材料的動力循環(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，以確保主體結構的安全性。核心材料的本構模型是關系整體結構滯回性能的關鍵因素。由于可能很早進入屈服狀態(tài)，屈曲約束支撐核心受力部件的應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)強化效應。因此，深入了解應變速率和循環(huán)強化效應對屈曲約束支撐內核材料

2、本構關系的影響是十分必要的。
　　 本文首先回顧和總結了工程中常用的率相關本構模型，繼而針對退火的Q235鋼材進行了關于加載速率的單向拉伸試驗。試驗結果表明，應變速率對該材料的屈服強度影響較大，對抗拉強度和延伸率有一定的影響，不同應變速率下的屈服強度數(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，對屈曲約束支撐應變速率的分布規(guī)律以及應變速率對其受力性能和耗能能力的影響進行了深入研究。研究結果表明

3、：屈曲約束支撐框架結構中，各層支撐應變速率基本呈正態(tài)分布規(guī)律，采用等延性速度反應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；考慮應變速率影響后，支撐的軸力要相比率無關模型下的計算結果偏大，各支撐總的耗能能力與率無關模型下的計算結果基本一致。
　　 根據(jù)Two-surface模型，編制了大應變循環(huán)作用下軸向受力構件的應力-應變計算程序。通過將屈曲約束支撐的試驗結果與Two-surface程序數(shù)值模擬進行對比，

4、驗證了Two-surface程序預測循環(huán)強化行為的可行性與精確性。鑒于對本構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鋼材進行了循環(huán)強化預測并最終確定由循環(huán)強化引起的第二剛度系數(shù)的大小。
　　 最后，根據(jù)Two-surface程序預測得到的3種考慮循環(huán)強化影響的本構模型與理想彈塑性模型之間進行了算例對比分析，采用“基于非線性靜力分析的結構響應函數(shù)評價方法”提出在屈曲約束支撐-框架結構設計過