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1、48江蘇建筑2014年第2期(總第161期)新型約束屈曲支撐屈曲荷載分析楊菊，鄭延銀2陳蘭英，耿興軍(·江蘇常州建設(shè)高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校。江蘇常州213016；南京工業(yè)大學(xué)，江蘇南京210009)【摘要】建立ANSYS有限元計(jì)算模型，對(duì)約束屈曲支撐的特征值屈曲進(jìn)行了分析與論證，計(jì)算了結(jié)構(gòu)的前2階屈曲模態(tài)及相應(yīng)的特征值屈曲荷載。結(jié)果表明，應(yīng)用ANSYS軟件所建立的模型和采用的計(jì)算方法準(zhǔn)確合理，所論證的新型約束屈曲支撐是一種穩(wěn)定、可靠的結(jié)構(gòu)耗能構(gòu)件?！娟P(guān)鍵詞】約束屈曲支撐；屈曲；有限元[中圖分類號(hào)]TU313[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A[文章編號(hào)]1005—6270{2014}02—0048—03Buck
2、lingLoadAnalysisofNewBuckling-restrainedBraceYANGJuZHENGTing—yinCHENLan—yingGENGXing-jun(1．JiangsuChangzhouHigherVocationalSchoolofConstruction，ChangzhouJiangsu213016China；2．NanjingUniversityofTechnology。NanjingJiangsu210009China)Abstract：AfiniteelementmodelwasestablishedbyusingANSYS．Theeigenval
3、uebucklinganalysisofnewbuckling—restrainedbracewascarriedout．Thecalculationresultsincludethefirst2-ordereigenvaluebucklingmodesandthebucklingloads．TheresultsshowthattheanalysiswithANSYSiSprecise．themodelandcalculatingmethodisrational，newbuckling-restrainedbraceisareliableandstablestructureenergy
4、—dissipationsystem．Keywords：buckling-restrainedbrace；buckling；finiteelement0引言國(guó)內(nèi)外學(xué)者近年來對(duì)約束屈曲支撐已經(jīng)進(jìn)行了廣泛的研究及其在工程上應(yīng)用的探索[IH2]。其工作原理是：約束屈曲支撐的軸向拉壓力全部由內(nèi)核受力單元承受．側(cè)撐單元約束了內(nèi)核受力單元的橫向變形．提供給內(nèi)核受力單元彎曲限制。同時(shí)也防止了內(nèi)核受力單元受壓時(shí)的整體屈曲。其變形歷程一般如圖1所示f為表達(dá)清楚起見．間隙作放大處理)。圖2一字形約束屈曲支撐構(gòu)造—旦一占．三三三三三三三二==；一—P_—￡===============二—_占一E三莖三一一
5、E莖一圖1新型約束屈曲支撐的變形歷程本文采用了臺(tái)灣逢甲大學(xué)蔡崇興教授研制的一字形截圖3新型約束屈曲支撐的構(gòu)造面約束屈曲支撐為參照對(duì)象。構(gòu)造如圖2。在此基礎(chǔ)上結(jié)合臺(tái)灣大學(xué)蔡克銓教授研制的雙管式約束屈曲支撐瑚．構(gòu)建了【收稿日~12014．O1．21新型約束屈曲支撐即雙T形外包方鋼管約束屈曲支撐．如【作者簡(jiǎn)介】楊菊，~(1981一)，江蘇常州建設(shè)高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院，講圖3師，主要從事鋼結(jié)構(gòu)的教學(xué)與研究工作。江蘇建筑2014年第2期(總第161期)1屈曲荷載介紹新型約束屈曲支撐在水平往復(fù)荷載的作用下．其核心截面可能會(huì)發(fā)生構(gòu)件的整體失穩(wěn)和內(nèi)核受力單元的自身失穩(wěn)。消除這兩種失穩(wěn)破壞的準(zhǔn)則是使對(duì)應(yīng)的失
6、穩(wěn)荷載高于內(nèi)核受力單元的屈服荷載。內(nèi)核受力單元高階模態(tài)的屈曲荷載為：(a)第一階彎曲模態(tài)式中n為屈曲時(shí)的半波數(shù)因此，控制構(gòu)件不發(fā)生內(nèi)核單元的失穩(wěn)，要滿足：n2w2El≥—廣—2特征值屈曲分析本文所設(shè)計(jì)的支撐鋼材全部采用ANSYS軟件提供的Solid45三維空間八節(jié)點(diǎn)實(shí)體單元進(jìn)行有限元分析在計(jì)算模型中，鋼材采用VonMises屈服準(zhǔn)則與隨動(dòng)強(qiáng)化準(zhǔn)則。內(nèi)核受力單元采用Q235鋼，側(cè)撐單元采用Q345鋼。鋼(b)第二階彎曲模態(tài)材的彈性模量取E=206xl03MPa．泊松比t，=0-3．切線模量圖4一字形約束屈曲支撐的特征值屈曲模態(tài)E：0．03E。對(duì)約束屈曲支撐構(gòu)件進(jìn)行特征值屈曲分析有2個(gè)目+
7、第一階特征值理論解—矗一第一階特征值有限元解+第二階特征值理論解——D一第二階特征值有限元囊翠的：一是提取屈曲特征值，驗(yàn)證理論公式的正確性：二是提300o{：；取屈曲模態(tài)，研究一字形支撐的受壓變形發(fā)展歷程．并與新j樂}2500：{_'——=型約束屈曲支撐的力學(xué)原理進(jìn)行比對(duì)．進(jìn)一步驗(yàn)證模型工蚤?一～一?一‘——??‘??～?!!!!L’???～2000作原理的正確性馨2．1一字形約束屈曲支攆l50D魯?shù)裕篿：一字形約束屈曲支撐的核心段長(zhǎng)度變化范圍
