【技术实现步骤摘要】
考虑双向地震作用的防屈曲支撑平面外稳定设计方法
[0001]本专利技术属于抗震设计
，具体涉及考虑考虑双向地震作用的人字形防屈曲支撑平面外稳定设计方法。
技术介绍
[0002]防屈曲支撑是一种兼具普通支撑和金属耗能阻尼器双重功能的支撑形式(图1)，近十余年来已成为结构减震控制和提高结构抗震性能的有效手段。实现防屈曲支撑耗能的关键在于如何解决支撑受压屈曲问题，进而发挥其作为结构保险丝的功能。防屈曲支撑典型屈曲破坏模式归纳为四种：整体屈曲、局部屈曲、内芯外伸段平面内屈曲、内芯外伸段以及相连节点板平面外屈曲。经过几十年的发展，国内外已针对前三种破坏模式形成了较为成熟的设计方法，并写入相关标准和规范。防屈曲支撑外伸段(即图1所示过渡段和连接段)及相连节点板平面外抗弯刚度小，且未受约束单元约束，这两部分较容易发生平面外屈曲。现有关于防屈曲支撑减震技术的研究大多基于平面框架理论，即只考虑框架在平面内方向受到的单向地震作用对支撑受力性能的影响。然而，相关研究表明，防屈曲支撑在双向地震作用下容易引起显著的结构楼层双向变形，进而改变防屈曲支撑两端的几何与物理边界条件，与现有仅考虑单向地震作用而建立的设计理论存在明显区别，导致防屈曲支撑比仅承受单向地震作用时更易发生平面外失稳破坏。考虑到地震作用的随机性和多向性等特征，需要进一步发展考虑双向地震作用的防屈曲支撑平面外稳定设计理论。
[0003]在防屈曲支撑平面外稳定设计方法方面，目前国内外主要采用“分离式”和“整体式”两种设计思路：
[0004]“分离式”设计方法将
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.考虑双向地震作用的防屈曲支撑平面外稳定设计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：确定防屈曲支撑和节点板的几何尺寸和目标平面外位移角θ；步骤2：计算抗力参数和刚度参数，所述抗力参数包括节点板的屈服轴力P
gy
，所述刚度参数包括节点板的转动刚度K
Rg
、节点板的极限弯矩M
gu
和防屈曲支撑连接端的抗弯刚度；对于节点板的屈服轴力，根据节点板30
°
角有效截面计算节点板的屈服轴力，其中，水平边肋和柱侧的相交节点和竖向边肋与梁侧的相交节点连线为等效受弯截面宽度b
M
，以节点板未被约束边对接面宽度b
J
两端点以偏离中心肋30
°
的夹角向内延伸至b
M
所在直线，得到有效截面宽度b
e
，基于有效截面宽度b
e
计算节点板的屈服轴力P
gy
；忽略节点板剪切变形，基于刚体弹簧模型得到所述节点板的转动刚度K
Rg
和节点板的极限弯矩M
gu
；步骤3：计算防屈曲支撑平面外弹性屈曲临界力P
cr
；步骤4：计算触发偏心距e
tr
，基于所述触发偏心距e
tr
、所述防屈曲支撑平面外弹性屈曲临界力P
cr
、所述节点板的极限弯矩M
gu
并结合防屈曲支撑的最大轴压力N
u
验算是否满足支撑面外稳定性，若满足，则设计的防屈曲支撑减震系统能在双向地震作用下保证平面外稳定性；若不满足，则防屈曲支撑子系统在双向地震作用下会发生平面外失稳，返回步骤1重新设计防屈曲支撑减震系统。2.根据权利要求1所述的考虑双向地震作用的防屈曲支撑平面外稳定设计方法，其特征在于，步骤2中，所述节点板的屈服轴力的计算公式为P
gy
＝b
e
t
g
f
gy
式中，P
gy
为节点板30
°
角有效截面的屈服轴力，b
e
为节点板按30
°
扩散线形成的有效截面的宽度，t
g
为节点板厚度，f
gy
为节点板屈服强度。3.根据权利要求1所述的考虑双向地震作用的防屈曲支撑平面外稳定设计方法，其特征在于，步骤2中，忽略节点板剪切变形，根据节点板可能出现的屈服线将节点板划分为若干个三角形要素，将防屈曲支撑插入节点板的部分末端产生的转动弹簧定义节点
③
、将节点板水平边肋的末端点定义为节点
④
、节点板竖向边肋的末端点定义为节点
②
、竖向边肋与梁侧的交点定义为节点
⑤
、水平边肋与柱侧的交点定义为节点
⑥
、梁侧与柱侧的交点定义为节点
⑦
、防屈曲支撑与节点板连接边缘定义为节点
①
，节点
③
与节点
①
、节点
②
、节点
④
、节点
⑤
、节点
⑥
和节点
⑦
之间的连线将节点板划分成多个三角形要素，相邻两个三角形要素的连接边为节点板可能会出现的屈服线，将各三角形要素视为刚体，将平面外的集中力N作用于节点
①
，其中，定义节点
①
、
②
连线与
①
、
③
连线与
②
、
③
连线形成三角形元素A；定义节点
①
、
④
连线与节点
①
、
③
连线与节点
③
、
④
连线形成三角形元素B；定义节点
②
、
⑤
连线与节点
③
、
⑤
连线与节点
②
、
③
连线形成三角形元...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵俊贤，李钧铭，韩伟，周云，
申请(专利权)人：北京堡瑞思减震科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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