L.DiSarno等探讨了不锈钢在支撑框架抗震设计中的应用可行性,包括同心支撑框架(CBFs)和偏心支撑框架(EBFs)。通过推覆和非弹性响应历史分析的结果表明,采用不锈钢的系统相对于钢支撑框架具有增强的塑性变形和良好的能量吸收能力。不锈钢的应变强化硬化几乎是碳钢的两倍,有利于防止钢构件局部屈曲,特别是那些承受高轴压的构件。分析还表明,在采用不锈钢支撑和立柱的CBFs中,相对于低碳钢的结构强度增加约为40%。对于EBFs,在斜撑或连接中使用不锈钢会增加20%的抗侧强度。

刘柠对双阶屈服耗能不锈钢耗能连梁的力学性能进行了研究,并对三层均装有双阶屈服耗能不锈钢连梁的双肢剪力墙结构进行非线性抗震性能研究。采用大型通用有限元软件ABAQUS对多种类型的可更换耗能连梁的力学性能进行了对比,并研究了不锈钢耗能连梁的腹板及翼缘金属类型,腹板开孔形式数量、开孔率,翼缘和腹板厚度比对其力学性能的影响。结果表明双阶屈服耗能不锈钢耗能连梁具有优异的耗能能力,应变强化稳定;不锈钢耗能单元相比低屈服点钢材耗能单元具有屈服位移更小、初始刚度更大、极限承载力更大的特点,相比Q235耗能单元具有屈服位移更小的特点。

本章回顾了常见的不锈钢应力—应变模型,单调及循环荷载下的不锈钢材料本构关系,以及不锈钢材料疲劳和抗震性能的研究现状,确定了本文所选用的不锈钢材料类型及本构关系模型。主要结论如下:

1)因奥氏体不锈钢具有良好的耐腐蚀性能、疲劳性能和加工性能,在较大的温度范围内表现出良好的塑性和韧性等特性,确定本文选用的不锈钢类型为奥氏体不锈钢S30408

2)不锈钢材料的应力-应变关系曲线表现出明显的非线性特征,与普通碳素钢的力学性能有较大不同。随着循环加载次数的逐渐增加,不锈钢材料出现较明显的循环硬化,体现出应变强化能力强的特征。在循环荷载作用下的本构关系不同于单调荷载作用下的本构关系,宜采用随动一等向混合强化材料模型描述不锈钢材料在循环荷载作用下的力学行为。