防屈曲支撑外伸连接段破坏失效机理及试验研究

摘要

防屈曲支撑（BRB）外伸连接段的稳定控制是保证其正常发挥耗能作用的关键。基于已有试验中出现的BRB外伸段破坏形式及特征，分析BRB外伸连接段的失稳破坏过程及破坏失效机理，研究不同失效模式下外伸连接段失稳破坏的影响因素，进而提出改善外伸连接段稳定性能的端部构造形式。基于理论分析推导不同失效模式下相应外围约束单元与外伸连接段控制截面上的轴力与弯矩计算公式，建立不同失效模式下外伸连接段的稳定分析模型，并通过拟静力试验验证所提出端部构造形式的合理性及稳定分析模型的有效性。结果表明：BRB外伸连接段的失稳破坏为约束单元或外伸段控制截面上的压弯作用效应超过其极限承载力；外伸段的稳定性与支撑端部转角变形的大小密切相关，且BRB耗能单元的高阶多波屈曲变形是引起支撑端部转动变形的直接原因；满足稳定设计准则条件下，减小外伸段长度及耗能单元与约束单元间的间隙值，增加约束过渡段长度，可进一步提高外伸段工作性能的稳定性；符合外伸段稳定条件及端部构造形式的3根BRB在试验过程中未出现外伸段的失稳破坏，其外伸段控制截面上的压弯作用效应均处于弹性范围内。研究为BRB外伸连接段的稳定设计及相应的稳定控制提供理论参考。

关键词

防屈曲支撑 / 外伸连接段 / 失稳破坏 / 拟静力试验

基金资助

国家自然科学基金项目（52268051）; 云南省地方高校基础研究联合专项项目（202101BA070001–176）; 国家重点研发计划项目（2017YFC0707603）