屈曲約束的案例
屈曲約束支撐在Perform-3D中的模擬
03
實驗對比
參考東南大學 吳京教授 課題組的國標Q235鋼屈曲約束支撐低周疲勞試驗研究相關數據，進行了數值模擬驗證。可以發現Perform3d的模擬結果與試驗結果吻合較好。
圖5 實驗與模擬數據對比
原創 2016-11-05 沈榕
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optistruct常見優化問題匯總（三）
在拓撲優化中，如果將質量/體積響應作為目標函數，則初始設計空間材料密度將被置為 0.9；如果將質量/體積響應作為設計約束條件，那么初始設計空間材料密度將被置為設計約束條件的邊界值；如果質量/體積響應既沒有作為設計目標函數，也沒有作為設計約束條件出現，那么初始設計空間材料密度將被置為0.6。
問題26：如何在 OptiStruct進行迭代時，跟蹤監測優化迭代歷程？
解答：在OptiStruct 正在進行優化迭代時，您可以通過 AltairHyperWorks 中強大的時間歷程后處理工具 HyperGraph，打開優化工作目錄下的迭代歷史文件（iteration historyfile）.hgdata，然后可以動態的監測包括目標函數，設計變量，設計約束條件等與優化迭代相關的各類信息。在 Edit Curves 中點擊 Apply按鈕，曲線將被實時更新。
問題 27：能否在拓撲優化或自由尺寸優化中，增加屈曲約束條件？
解答：在進行拓撲優化時設置屈曲約束條件有以下問題：
（1）與在拓撲優化中通過響應函數施加應力約束條件類似，在拓撲優化中，增加屈曲約束條件也是有其局限性的。在結構中的某些部分消失時，并不存在結構不穩定問題。當設計空間中的某些部分的密度突然發生改變，并逼近 0 時，容易導致拓撲奇異問題（singular topology）。基于梯度法的優化算法很難對這種問題做出有效的響應。例如，考察某一中間開口的平板結構，該結構是否出現失穩現象的關鍵是開口附近區域的材料分布狀態。為了增強結構的穩定性，優化流程通常會嘗試在開口區域附近增加材料，而不是去除材料以在開口區域獲得更好的形態。這種現象阻止了優化引擎在該結構上尋找有意義的拓撲/形狀。
展開 抗震設計時，框架柱箍筋設置有哪些？
1、支撐框架在兩個方向的布置均宜基本對稱，支撐框架之間樓蓋的長寬比不宜大于3.
2、三、四級且高度不大于50m的鋼結構宜采用中心支撐，也可采用偏心支撐、屈曲約束支撐等消能支撐。
3、中心支撐框架宜采用交叉支撐，也可采用人字支撐或單斜桿支撐，不宜采用K形支撐；支撐的軸線應交匯于梁柱構件軸線的交點，偏離交點時的偏心距不應超過支撐桿件寬度，并應計入由此產生的附加彎矩。當中心支撐采用只能受拉的單斜桿體系時，應同時設置不同傾斜方向的兩組斜桿，且每組中不同方向單斜桿的截面面積在水平方向的投影面積之差不應大于10％。
4、偏心支撐框架的每根支撐應至少有一端與框架梁連接，并在支撐與梁交點和柱之間或同一跨內另一支撐與梁交點之間形成消能梁段。
5、采用屈曲約束支撐時，宜采用人字支撐、成對布置的單斜桿支撐等形式，不應采用K形或X形，支撐與柱的夾角宜在35°～55°之間。屈曲約束支撐受壓時，其設計參數、性能檢驗和作為二種消能部件的計算方法可按相關要求設計。
08 鋼結構抗震計算的阻尼比選取是多少？
1、多遇地震下的計算：高度不大于50m時可取0.04；高度大于50m且小于200m時，可取0.03；高度不小于200m時，宜取0.02.
2、當偏心支撐框架部分承擔的地震傾覆力矩大于結構總地震傾覆力矩的50％時，其阻尼比可比本條1款相應增加0.005.
3、在罕遇地震下的彈塑性分析，阻尼比可取0.05.
09 單層廠房砌體墻的厚度多少合適？
砌體墻在單層工業廠房中：除跨度小于15m，吊車噸位小于5t時，作為承重和圍護結構之用外，一般只起圍護作用。
磚墻的厚度一般為240mm和365mm，其它砌體墻厚度200～300mm.
展開 抗震設計時，框架柱箍筋設置九大問題
1、支撐框架在兩個方向的布置均宜基本對稱，支撐框架之間樓蓋的長寬比不宜大于3.
2、三、四級且高度不大于50m的鋼結構宜采用中心支撐，也可采用偏心支撐、屈曲約束支撐等消能支撐。
3、中心支撐框架宜采用交叉支撐，也可采用人字支撐或單斜桿支撐，不宜采用K形支撐；支撐的軸線應交匯于梁柱構件軸線的交點，偏離交點時的偏心距不應超過支撐桿件寬度，并應計入由此產生的附加彎矩。當中心支撐采用只能受拉的單斜桿體系時，應同時設置不同傾斜方向的兩組斜桿，且每組中不同方向單斜桿的截面面積在水平方向的投影面積之差不應大于10％。
4、偏心支撐框架的每根支撐應至少有一端與框架梁連接，并在支撐與梁交點和柱之間或同一跨內另一支撐與梁交點之間形成消能梁段。
5、采用屈曲約束支撐時，宜采用人字支撐、成對布置的單斜桿支撐等形式，不應采用K形或X形，支撐與柱的夾角宜在35°——55°之間。屈曲約束支撐受壓時，其設計參數、性能檢驗和作為二種消能部件的計算方法可按相關要求設計。
08 鋼結構抗震計算的阻尼比選取是多少？
1、多遇地震下的計算：高度不大于50m時可取0.04；高度大于50m且小于200m時，可取0.03；高度不小于200m時，宜取0.02.
2、當偏心支撐框架部分承擔的地震傾覆力矩大于結構總地震傾覆力矩的50％時，其阻尼比可比本條1款相應增加0.005.
3、在罕遇地震下的彈塑性分析，阻尼比可取0.05.
09 單層廠房砌體墻的厚度多少合適？
砌體墻在單層工業廠房中：除跨度小于15m，吊車噸位小于5t時，作為承重和圍護結構之用外，一般只起圍護作用。
磚墻的厚度一般為240mm和365mm，其它砌體墻厚度200——300mm。
展開 
OptiStruct幫助提高商用飛機市場競爭力
根據這些方案建立了有限元模型，并 以此為初始設計進行了尺寸優化和形狀優化，在這些優化中同時考慮了應力和屈曲約束。
機翼前緣肋的尺寸優化和形狀優化
根據拓撲優化的結果，可以確定一個擁有最佳載荷路徑的設計方案。將結果中的材料高密度區域作為結構，而 將材料低密度的區域用孔來表示，這就使拓撲優化的設計結果接近于桁架結構。
A380的設計者們繼續合作，開發出一整套桁架和剪切板混合的設計方案。在桁架結構的中央增加了豎直的硬板， 從而為單面加工的肋板生成T型的截面并為雙面加工的肋板生成十字型的截面。根據這些方案建立了有限元模型，并 以此為初始設計進行了尺寸優化和形狀優化，在這些優化中同時考慮了應力和屈曲約束。
結論
整個襟翼部分的重量減輕了 44%，減重達到 500kg。
? 所有 13 根肋的設計方案在七個星期內遞交，保證了設計進度。
? 證明 Altair OptiStruct 可以成功地被集成到 Airbus 的設計工具和整體設計流程中。
? Altair 被授予 Airbus 的創新設計獎。
? A380 每英里每座的運行成本為 2.5 美分，比 B747 降低 20%。
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展開 ８月杭州，第七屆全國鋼結構工程技術交流會，定不負期待！
波形鋼板組合結構體系試驗樓（裝配式鋼結構住宅項目：高層建筑波形鋼板組合結構技術）
高層建筑波形鋼板組合結構體系以波形鋼板組合剪力墻為主體，充分利用波形鋼板面外剛度大、受壓彎剪不易屈曲特點，以及波形鋼板、內填混凝土與對穿螺栓之間的組合效應，是一種剪力墻結構的新形式。該結構體系被看作是在鋼結構裝配式建筑研究領域的一次突破，對促進鋼結構住宅工業化生產、裝配化建造、綠色施工以及環保節能均有十分重要的意義。
2.中國動漫博物館
中國動漫博物館建筑面積30382㎡，采用了多個直徑不等的兩向斜交雙曲拋物面網狀筒殼鋼網格筒作為主體結構。承重筒柱、屈曲約束支撐系統、屈曲約束耗能鋼板墻、TMD阻尼器、疊層橡膠隔震支座等諸多新技術、新工藝。該工程采用了多達20種以上型鋼規格截面，15種以上板厚規格，單支構件最重約200噸，分段構件重約45噸，鋼結構體量大、密度高，節點多而復雜，整體造型不規則，焊接復雜，作業面窄，施工難度非常復雜。
來源：施工技術
展開 上海交通大學——復合材料蜂窩夾層板結構的多工況優化設計研究
復合材料蜂窩夾層板結構的多工況優化設計研究
夏利娟 余音 金咸定 上海交通大學 船舶與海洋工程學院結構力學研究所
摘要：以復合材料蜂窩夾層板結構作為研究對象，建立了多工況優化模型，對眾多的材料設計變量進行必要的取舍，通過優化分析確定復合材料蜂窩夾層板面板個分層的厚度以及蜂窩芯層的厚度等，使結構滿足相應的頻率約束、屈曲約束，以及強度約束、位移約束和尺寸限制等，同時達到結構得重量最輕。采用序列二次規劃法對某衛星的承力筒結構進行了優化設計，優化結果表明：在滿足其振動特性以及靜力學特性的條件下，復合材料蜂窩承力筒的各面板層厚度以及蜂窩芯層的厚度均有所減小，減重效果顯著，較好地實現了復合材料蜂窩夾層板結構的多工況優化設計。
關鍵詞：蜂窩夾層板，振動，優化設計，復合材料
內容提示：
0 引言
1 優化模型的建立
2 復合材料蜂窩夾層承力筒結構的多工況優化設計
復合材料蜂窩夾層板結構的多工況優化設計研究.pdf
展開 國內在建最大博物館鋼結構主體封頂
此外，鄭州博物館項目首次應用BRB（屈曲約束支撐）和連梁阻尼器的主體結構減震技術，BRB達89根、連梁阻尼器332套，可以有效消減強力地震給主體結構帶來的損壞。項目抗震強度達一級，使用壽命超100年。
鄭州博物館新館項目投資額約15.1億元，總建筑面積14.5萬平方米。地下兩層，地上三層(局部五層)、建筑總高68米。文物展廳、學術報告廳、非遺展示區、公共服務空間、4D影院、觀眾互動體驗空間等用房組成。
來源：中建三局安裝
基于HyperWorks的無人機復合材料翼梁結構優化
最后進行鋪層尺寸的優化，優化過程中除了應用應變和屈曲約束，還用到Multi-continuum理論（MCT）的失效準則。MCT通過將鋪層整體的應力應變分割成各組成部分（纖維和基體）的應力應變的方式來研究復合材料結構中的微觀力學。這 將允許使用不同的失效理論研究纖維和基體來獲得每個組成部分的力學特性。由于MCT與有限元方法易于集成的特點， FireholeTechnologies公司已將其開發成商業軟件HeliusMCT，并集成在幾種有限元軟件包中。
來自Altair多學科優化軟件HyperStudy的響應面優化技術將用來處理包含非線性有限元分析和multi-continuum理論的多學科優化問題以獲得復合材料鋪層最優的尺寸。
優化結果：減重50%
優化結果表明：翼梁的重量可以減少至原始設計的50%。輕量化設計首先來自于可將翼梁設計成中空矩形截面梁結構的拓撲優化，然后引入鋪層角度的概念，通過鋪層角度優化進一步減輕結構重量。最后在優化過程中使用MCT失效準則，使最終的設計方案滿足總體應變、撓曲以及失效約束。
這一過程表明：在復合材料結構設計過程中使用多學科優化技術可以獲得更加輕便的結構，使用復合材料鋪層形狀優化加上響應面優化和multicontiuum理論將獲得輕量化的結構并且滿足微觀力學水平的失效約束。整個流程可以在現代計算機系統上高效運行，并且支持設計工程師在同一時間調整多個參數以獲得一個最優的設計方案。無人機系統的輕量化設計意味著它可以攜帶更多的負載、增加更多的功能或飛行更遠的距離，任何一項進步都將是無人機研發的巨大成功。
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展開 【JY】消能減震黏滯阻尼器的力學原理與應用 ￥29.9
對于消能阻尼器通常選擇以下本構進行模擬：
軟鋼消能器和屈曲約束支撐可采用
雙線性模型或Wen模型
；
摩擦消能器、鉛消能器可采用
理想彈塑性模型
；
黏滯消能器可采用
Maxwell模型
；
黏彈性消能器可采用Kelvin模型。
對于黏滯阻尼器的概念可看下：
【JY】結構概念之(消能減震黏滯阻尼器)
主要給大家講解減震設計中的黏滯阻尼器相關的內容。
經過眾多學者多年的研究和改進，都提出過黏滯阻尼器的恢復力模型，歸納起來，一般有線性模型、Kelvin模型、Maxwell模型、Wiechert模型四種類型。
二、黏滯阻尼器的計算理論簡述
在黏滯阻尼器中，液體在密封油腔小孔內的高速流動，可采用流體動力學Navier-Stokes方程進行描述。對于理想的直阻尼孔，可考慮兩種極端情況：
一種是慣性流，適用于液體黏度較低、間隙相對較大、液體在小孔流徑較短或高流速的情況。在此情況下可將Navier方程進行簡化，并考慮較低頻率情況，此時阻尼力是由液體加速流過小孔通道產生的唯一的慣性力，在速度很高時阻尼力出力會急劇增大，因此慣性流不能用于實際工程。
另一種可歸為黏性流，適用于液體黏度較高、相對間隙較小、液體在小孔流徑較長或低流速的情況。此時阻尼器響應符合下面等式：
式中μ——液體黏度；Lp、Rp、h——表示活塞頭的長度、半徑以及間隙的寬度等幾何特性。阻尼器的消能完全通過液體經過通道產生的黏性作用來實現。
相對于理想的長直孔來說，這種結構更為復雜。
展開 發電-海水淡化-制鹽……你沒見過的十項全能電廠！
C4棧橋斜拉索
02
側煤倉屈曲支撐
（國內電廠首創）
由于北疆發電廠抗震設防烈度高，場地類別差，側煤倉結構地震反應大。經過專題論證，對側煤倉結構采用屈曲約束支撐比采用常規鋼支撐可顯著改善結構的抗震性能，且具有一定的經濟性。
側煤倉屈曲支撐
03
脫硫廢水零排放
脫硫廢水Cl-含量高，大多用于煤場噴灑、干灰加濕，難以做到真正意義上的零排放，該項目采用VACOM蒸發結晶裝置，實現脫硫廢水完全零排放。
機械蒸汽再壓縮機
04
圓形煤場
采用兩個圓形封閉煤場儲煤，煤場污染小，環保效果好，煤場設備及上煤系統的可靠性高，并可按一定比例精確混煤。
圓形煤場
05
“三維” 設計
采用“三維”設計，大大減少了主廠房內管道、設備等元素的碰撞問題，材料統計精確，減少了返工和浪費。
汽機房三維模型
讓我們再看看，
這個項目都有哪些工藝亮點
精益創造價值
精品引領未來
工程建設中，
天津電建以創優為總目標，
在吸收、借鑒一期工程質量工藝基礎上，
全面提高工程質量，
打造工藝亮點。
通過超前策劃、強化管控和樣板引路，
保證煙塔外觀、保溫油漆、
電纜敷設、焊口工藝、
小徑管等單項工程的亮點突出。
展開 
【劃重點與簡析】建筑隔震設計標準（GB/T 51408-2021）
6.3.20-2 上部結構底層不應采用偏心支撐，宜采用屈曲約束支撐（BRB）或中心支撐 。隔震結構抗震計算時，鋼框架一支撐結構的框架部分按剛度分配計算得到的地震層剪力應乘以調整系數，達到不小于上部結構底部總地震剪力的25%和框架部分計算最大層剪力1.8倍二者的較小值。（6.3.22）
7.1.2 大跨屋蓋建筑中的隔震支座宜采用隔震橡膠支座、摩擦擺隔震支座或彈性滑板支座。采用其他隔震支座時，應進行專門研究 。
7.1.3 大跨屋蓋結構應考慮結構溫度變形引起的隔震支座和隔震層各裝置的變形。地震效應應進行三向地震輸入的時程分析（7.1.4）。地震作用的荷載效應組合應計入環境溫度的影響，溫度作用的荷載組合分項系數可取 0.4。（7.3.3）
9 核電廠建筑相關要求較普通結構要求更高，主要在支座性能檢測、支座驗算限值、地震作用效用（三向）、隔震縫寬度取值、上部結構層間位移角、地震監測與預警等方面。
10 加固結構上部結構抗震措施，根據底部剪力比及相應地震烈度確定。詳見加固規范。
展開 高層建筑抗風設計的幾個問題
為減小風荷載作用下的層間側移，全樓設置了約束屈曲支撐。
▼
▲結束語
高層建筑的風荷載包括三部分：平均風壓產生的平均風力（靜態荷載）；脈動風壓產生的隨機脈動風力（動態荷載）；由于風致建筑物振動產生的慣性力（動態荷載）。高層建筑的動態荷載不容忽視，但要準確地確定風荷載，必須依靠風洞試驗。
廈門市風荷載大，許多高寬比較大的高層建筑，層間側移由風控制，抗風設計尤其重要。建筑方案應盡量采用體型系數較小的建筑平面（如近似正方形、圓形等），避免采用迎風面較大的建筑平面。
高層建筑的外維護結構在歷次強臺風襲擊中，均遭受較大的損壞。地處臺風風口、或出現狹管效應的建筑群內、以及風致效應明顯的區域，外維護結構的破壞特別嚴重。外墻、外窗、幕墻應進行專門的抗風設計。外立面應盡量光滑平順、簡約簡潔，避免采用外型復雜或造型奇異的建筑立面。
展開 考慮高層建筑的鋼結構節點承載力三維構建設計研究
[11] 蔣慶，劉一博，馮玉龍，等.含屈曲約束耗能件的鋼框架節點抗震性能有限元分析[J].建筑結構，2020,50(S1):376-382.
[12] 肖成凱，謝沛醒，王至愛，等.裝配式鋼框架與外掛墻板連接節點研究探究[J].建筑結構，2021,51(S1):1196-1202.
[13] 張愛林，林海鵬，張艷霞，等.重力-抗側力可分鋼框架體系受力性能分析[J].建筑鋼結構進展，2020,22(3):37-47.
[14] 王靜峰，汪皖黔，張榮，等.半剛性鋼框架-冷彎薄壁型鋼填充復合墻板結構的計算模型及時程分析[J].建筑鋼結構進展，2021,23(7):115-124.
文章來源：江蘇建筑職業技術學院學報
展開 史詩級大片"山竹"登陸我國，那些高層建筑還安好嗎？
為減小風荷載作用下的層間側移，全樓設置了約束屈曲支撐。
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▲結束語
高層建筑的風荷載包括三部分：平均風壓產生的平均風力（靜態荷載）；脈動風壓產生的隨機脈動風力（動態荷載）；由于風致建筑物振動產生的慣性力（動態荷載）。高層建筑的動態荷載不容忽視，但要準確地確定風荷載，必須依靠風洞試驗。
廈門市風荷載大，許多高寬比較大的高層建筑，層間側移由風控制，抗風設計尤其重要。建筑方案應盡量采用體型系數較小的建筑平面（如近似正方形、圓形等），避免采用迎風面較大的建筑平面。
高層建筑的外維護結構在歷次強臺風襲擊中，均遭受較大的損壞。地處臺風風口、或出現狹管效應的建筑群內、以及風致效應明顯的區域，外維護結構的破壞特別嚴重。外墻、外窗、幕墻應進行專門的抗風設計。外立面應盡量光滑平順、簡約簡潔，避免采用外型復雜或造型奇異的建筑立面。
（來源：土木吧、中國基金報）
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