加载速率对屈曲约束支撑核心芯材的影响

时间：2020-06-30

 随着现代工业的进步，在各类工程、军事和科学研究等领域，人们都会遇到各种各样的爆破、冲击、地震荷载问题，材料在爆破、冲击、地震荷载下的力学响应与静力荷载下的响应有一定程度的不同。
很多工程实际问题的研究，例如:输油输气管道和压力容器的爆炸、止裂，核电站压力壳和管道材料的辐射脆化，热冲击安全，建筑物和结构的抗震，交通宇航工具的撞击安全等，都依赖于对材料或结构的动态力学性能的了解，如动态屈服强度、动态本构关系、动态塑性指标、动态断裂韧性等。材料动力加载试验表明，随应变速率的提高，材料内部发生了一系列物理化学变化其力学特性主要表现在应力应变关系更为复杂，一些特征参数，例如强度、延性、弹性模量、阻尼比等均有不同程度的变化。因此，研究材料在动态载荷作用下的力学行为及其数学模型与材料动态本构关系，具有重要的意义。在地震作用下，屈曲约束支撑的核心受力单元率先发生材料的屈曲进入塑性阶段，利用核心材料良好的塑性变形能力消耗地震能量。核心材料的本构模型是关系整体结构滞回性能的关键因素。由于可能很早进入屈服状态，在这种结构体系中，屈曲约束支撑核心受力部件的应变速率可能比普通支撑更加快速。因此，研究初步设计阶段屈曲约束支撑核心受力部件材料的力学性能是十分重要的。
以往针对屈曲约束支撑内核材料的受力性能大多是由单向拉伸应力-应变曲线得到理想弹塑性本构关系进行计算的，即便是考虑材料在循环荷载作用下的力学响应和低周疲劳性能也都是基于单向拉伸的应力-应变曲线。然而在地震作用下，结构材料发生反复、快速的应变变化，产生较为显着的强化效应，其本构关系与单向拉伸的情况有较大的不同，同时，需要注意的是，在不同应变速率的作用下，材料的本构关系并不一致，屈服强度、屈服段平台长度、极限强度以及延伸率等材料特性都各不相同，本构关系的描述方法也不一样。因此，针对钢材这种对加载速率和循环强化较为敏感的材料，确定与应变速率相关合理本构模型、循环应力应变曲线，了解其实际响应特性与简化模型的不同及其影响程度，对于这一具有优异耗能能力的装置在工程抗震领域的推广和应用具有重要的意义。

词条
词条说明
屈曲约束支撑横向组成和形式
屈曲约束支撑构件就横向组成来说，一般由三部分构成:芯材单元、外围约束单元以及无粘结滑动单元。内核单元是屈曲约束支撑的主要受力构件，一般由低屈服钢制成. 外围约束单元则是支撑的侧向支撑单元，给内核单元提供约束作用，防止内核单元在受压时发生局部屈曲或整体失稳，较常见的约束单元形式是圆形、矩形钢管外包，内填混凝士。滑动机制单元的作用就是在内核单元与外围约束之间营造一个可以相互滑动的界面，通常由无粘结材
屈曲约束支撑的组成部分
屈曲约束支撑横向构造上由核心单元、约束单元和滑动机制单元3部分组成，纵向上由核心段、过渡段和连接段3部分组成。从横向上看：核心单元是主要轴向受力机制，通过其拉压滞回实现耗能作用。约束单元多为方形或圆形钢管内填砂浆或混凝土，外包于核心单元周围，防止核心单元受压屈曲，**其达到屈服。滑动机制由间隙、涂层、限位卡和限位槽4部分组成，其作用是为核心单元和约束单元提供滑动界面，实现约束单元提供给核心单元的
屈曲约束支撑的组成分布
较近几年，我国的城市化建设的速度和规模都有了明显得到提升，建筑工程的数量和种类也有了一定的变化，一些建筑工程中有一些特殊性的功能要求，有些建筑当中必须要使用不规则的混凝土形式，为了能够更好的保证结构自身的稳定性和安全性，通常要将屈曲约束支撑使用在混凝土结构的设计当中。从纵向上看，屈曲约束支撑核心单元主要由约束屈服段、约束非屈服段、无约束非屈服段三部分组成。约束屈服段：屈曲约束支撑可以在荷载反复的
屈曲约束支撑的特点与优势
屈曲约束支撑由于没有受压稳定问题，其在风荷载和多遇地震的作用下，构件承载能力比普通支撑大2~10倍，且支撑构件越长承载能力提高越多。在相同承载力条件下，屈曲约束支撑与普通支撑相比，其截面可大大减小，从而使结构的抗侧刚度减小，周期相应增大，故各阶振型的地震反应都有所减小，减小幅度一般为10%~25%。对于由地震作用参与的工况起控制作用的结构，地震作用减小后，理论上结构构件的截面可有不同程度的减小，可