基于国产钢材的新型分阶段软钢耗能装置性能研究

基于国产钢材良好的耗能性能,提出一种新型的软钢耗能装置,此耗能装置不仅具有全截面同时屈服的特性,还具有分阶段耗能的特点。通过有限元软件ABAQUS对该新型耗能装置及其重要组成部件———单片耗能钢片分别进行线性加载、滞回加载以及疲劳加载,对其耗能机理、力学性能、耗能性能及疲劳性能进行分析研究。结果表明:此新型耗能装置滞回曲线饱满,耗能性能优越,分阶段耗能特点明显,且性能稳定,具有广阔的应用前景。     

新型组合耗能器耗能特性试验研究

介绍了一种新型组合耗能器,包括该耗能器的原理、构造及特点。对该耗能器进行了渐增位移往复加载试验和固定位移往复加载试验,以测定该耗能器的基本性能和疲劳性能。试验结果表明:该耗能器同时具有黏弹性阻尼器和软刚阻尼器的优点,当加载位移小于10 mm时,即小震或风振作用下,主要由黏弹性层产生剪切的变形耗能;当加载位移大于10 mm时,即中震或大震作用下,由软刚板和黏弹性材料共同耗散地震能量。试验加载结束后,在设计位移下,该耗能器剪切板未发生开裂破坏,在极限位移下,该耗能器剪切板开裂,产生不可恢复破坏。     

新型钢板耗能器的耗能性能分析及其低周疲劳研究

介绍了一种新型钢板耗能器,并对比分析了钢板耗能器的实验结果和模拟结果,两者的滞回曲线基本一致,都很饱满稳定,耗能性能优越。在此基础上,又对该耗能器的低周疲劳性能开展了研究,为其推广应用奠定了基础。     

低碳钢耗能器循环拉伸耗能性能研究

针对低碳钢耗能器的耗能性能,设计了6个试件的循环拉伸试验,研究了不同尺寸设置的的耗能器在承载能力、耗能能力、位移延性、刚度退化等方面的差异。在此基础上,根据已有研究提出的相互作用参数确定方法,改进耗能器粘结段设置,修正相互作用参数,分析低碳钢与约束系统的相互作用受力机理。研究结果表明:低碳钢耗能器的滞回曲线形状饱满,耗能性能优越;粘结段的设置对耗能器屈服强度有提升;耗能器耗能段的直径与端部直径的差值对耗能器的性能有重要影响;在后期加载阶段,约束系统和低碳钢的相互作用效应显著,受力机制较为明确;低碳钢耗能段整体的变形性能较好,在耗能性能上具有较大的优势。     

新型组合耗能器耗能特性试验简介

正该试验使用的新型黏弹性.软钢剪切型组合耗能器是由高阻尼橡胶材料、低屈服点软钢板、盖板、连接钢板及加劲肋组成。该试验在同济大学静力试验室进行,采用SCHENCK作动器对该耗能器进行了渐增位移往复加载试验和固定位移往复加载试验,以测定该耗能器的基本性能和疲劳性能。试验的测量内容为组合耗能器加载过程中的阻尼力及位移,阻尼力和位移由作动器反馈给试验系统得到。     

新型自复位耗能阻尼器性能研究

为了减小传统建筑结构在震后所产生的残余变形,提出了一种新型的自复位耗能阻尼器,进行了阻尼器理论分析与构造设计并通过有限元模拟对该阻尼器的性能进行了研究。该阻尼器通过弹簧和SMA(shape memory alloy,形状记忆合金)螺杆相结合的方式实现自复位,SMA螺杆在拉伸过程中的耗能以和其它部件之间的滑动摩擦实现。结果表明,该阻尼器在受拉和受压过程中均有较强的稳定性和较好的自复位效果。     

新型双耗能板剪切型软钢阻尼器耗能性能

提出一种双耗能板剪切型软钢阻尼器,对其耗能性能进行研究.新型剪切型软钢阻尼器的耗能板由2块低屈服点钢叠合组成.通过普通剪切型软钢阻尼器已有试验结果与有限元模拟结果对比,确定模拟方法的可靠性.采用ABAQUS对双耗能板剪切型软钢阻尼器进行了有限元分析,结果表明,新型剪切型软钢阻尼器滞回曲线饱满、稳定.双耗能板剪切型软钢阻...     

钢框架中剪切板耗能器的减震性能研究

本文旨在分析剪切屈服板耗能器在高层钢框架中的减震性能,先介绍剪切屈服板耗能器的构造、滞回曲线和在ETABS中模拟耗能器的方法,用有限元软件ETABS建立一个18层钢框架的计算模型,输入EI-Centro波,对比原结构和A型结构顶层Y向水平位移、顶层水平速度、顶层水平加速度和层间位移角.结果表明,剪切屈服板耗能器的减震效...     

影响摩擦耗能器性能的因素分析

摩擦耗能器是一种构造简单、制作方便的耗能减震装置。通过对影响摩擦耗能器性能的因素和规律进行分析研究,提出了设计建议,有关结论可供设计摩擦耗能器时参考。     

一种新型钢管橡胶摩擦耗能器试验研究

基于滑动摩擦耗能理论,提出了一种新型钢管橡胶摩擦耗能器。为了研究耗能器滞回性能,设计了试验试件进行了不同螺栓扭矩、加载制度、加载速率和加载幅值工况下的低周反复试验。试验结果表明,在低周反复加载下,耗能器在所有工况中摩擦力均较为稳定,连续疲劳加载工况下依然能够稳定耗散能量,表现出了良好的耗能能力,且试验后摩擦橡胶块磨损较少,有利于长期使用。耗能器在加载过程中造成的摩擦橡胶块的磨损及外摩擦管内温度的上升,将导致摩擦橡胶块与外摩擦管内壁之间的法向接触应力和摩擦系数的减小,从而降低耗能器的摩擦力。其中,摩擦橡胶块的磨损对耗能器的摩擦力影响较大。     

弧形耗能器增强木构架抗震性能试验研究

对5个1:1.67的缩尺木构架模型进行了低周反复荷载预损试验,随后对采用不同半径、不同厚度的弧形耗能器增强的预损木构架模型进行低周反复荷载试验,得到了增强前后木构架的破坏模式、荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、耗能能力等性能参数;对弧形耗能器单独进行了低周反复荷载作用下的性能试验,得到了其滞回曲线和骨架曲线。试验结果表明:增强后木构架仍具有很好的变形能力;采用弧形耗能器能显著提高木构架的刚度、承载力和耗能能力,增强后木构架的承载力与刚度主要由弧形耗能器提供;木构架的刚度、承载力和耗能能力在一定范围内随着耗能器厚度的增加而增加;随着耗能器半径的增大,加载前期木构架刚度和承载力会有所下降,但加载后期耗能能力会有较大的提升。     

耗能减震结构中耗能器总耗能层间分配比例研究

对于沿层高方向均匀布置耗能器的耗能减震结构,耗能器总耗能各层问分配比例的合理估计是耗能减震结构基于能量的设计方法需解决的问题之一.本文以3层、7层、12层均匀布置不同类型耗能器的混凝土框架结构为例,分析了地震动幅值对层间分配比例的影响,结果表明,线性粘滞阻尼器总耗能的层间分配比例不受地震动幅值的影响,非线性粘滞阻尼器和金属耗能器总耗能各层间分配比例受地震动幅值影响较小,可忽略不计.以一受正弦函数激励作用的均匀布置耗能器的多自由度系统为研究对象,推导了不同类型耗能器总耗能各层间分配比例的近似计算公式,以8条不同场地类型地震波为输入,分别对3层、7层、12层附加不同类型耗能器的结构进行时程分析.采用近似计算公式的计算值与时程分析值的对比表明,线性粘滞阻尼器总耗能层间分配比例近似值与时程分析值吻合较好,非线性粘滞阻尼器和金属耗能器总耗能各层间分配比例近似值与时程分析值差别不大,在基于能量的设计中可采用近似值估计分配比例值.     

分阶段耗能摩擦-金属复合型阻尼器试验研究

为解决普通金属阻尼器在多遇地震下耗能效率低和摩擦阻尼器在罕遇地震下耗能能力不足等问题,提出一种分阶段耗能的摩擦-金属复合型阻尼器(FMCD)。为了考察金属阻尼器耗能材料(LY160和Q235)以及摩擦阻尼器的螺栓扭矩大小(80 N·m和120 N·m)等对FMCD受力性能的影响,制作了4个FMCD并对其进行拟静力循环荷载试验。试验结果表明,在止滑机制触发前,摩擦阻尼器工作,耗能效率高;加载位移大于止滑位移后,金属阻尼器工作,阻尼力增大;将摩擦阻尼器的预紧扭矩提升50%,FMCD摩擦阻尼器耗能阶段的峰值荷载和累积耗能分别提高了23%和18%;相较于采用Q235耗能的FMCD,采用LY160耗能的FMCD峰值荷载降低了7.6%,但累积耗能提高了29.9%,极限位移增加了15 mm。     

新型SMA耗能连梁框架剪力墙结构抗震性能研究

钢筋混凝土框架-剪力墙结构在高层建筑结构中被广泛采用。根据延性抗震设计思想,连梁需在墙肢发生损伤前屈服以承担耗能。然而连梁跨高比较小,失效模式多为剪切破坏、属脆性破坏,耗能能力有限;且较严重的连梁损伤修复困难,影响结构地震后使用功能的快速恢复。为解决上述问题,提出在钢筋混凝土连梁中安装形状记忆合金(Shape Memory Alloy,简称SMA)阻尼器,改变连梁耗能模式。阻尼器中采用奥氏体SMA材料,地震过程中利用SMA的相变耗散地震能量,地震后由于SMA的超弹性性能,阻尼器变形可自动回复,没有残余变形。通过研究给出SMA阻尼器的关键设计参数,并将SMA阻尼器安装在一栋18层RC框剪结构的各层连梁中,进行阻尼器控制结构地震反应的参数分析,验证阻尼器控制结构地震反应的可行性。分析结果表明,连梁中设置SMA阻尼器能够有效减小RC框剪结构在大震作用下的位移反应。     

新型空心带缝耗能剪力墙抗震性能试验研究

新型空心带缝耗能钢筋混凝土剪力墙结构是一种新型抗震、节能的承重结构。通过对3个剪力墙构件的试验研究,分析了这种新型结构的破坏形态、破坏机理和变形特征。研究结果表明,空心带缝耗能剪力墙呈现出延性的弯剪型破坏形态,抗震能力与普通空心剪力墙相比有明显的提高。     

金属耗能器的类型、性能及工程应用

金属耗能器是利用金属不同形式的弹塑性滞回变形来消耗能量。近年来，国内外研究开发了许多不同类型的金属耗能器，其中一些类型的金属滞回耗能器已在新建建筑和抗震加固工程中得到应用。本文介绍了几种应用较为广泛的新型金属耗能器的原理、构造、性能以及在实际工程的应用，并提出了今后需进一步研究解决的问题。     

一种新型钢管橡胶摩擦耗能器的恢复力模型

提出一种新型钢管橡胶摩擦耗能器,对设计制作的两种不同构造形式的耗能器试件进行不同加载速率、加载幅值和疲劳条件下的低周反复加载试验,并基于试验结果建立了恢复力模型。结果表明:钢管橡胶摩擦耗能器滞回曲线饱满,耗能良好;耗能器速率相关性和位移相关性明显,其耗能能力随着加载速率的增大而减弱,随着滑移位移的增大而近似线性增强;在耗能器的摩擦橡胶块内增设帘布能够使其保持较强且稳定的耗能能力;建立的恢复力模型能够较为准确地模拟耗能器的滞回特性。     

带RC耗能器-限位斜撑框架抗震性能研究

通过两榀设置钢筋混凝土耗能器框架的伪静力试验,对比了设有限位斜撑及未设限位斜撑两种方案下结构的抗震性能,得到了两种情况下各构件的破坏过程、破坏形态和框架的滞回特性等。通过计算分析探讨了耗能器、限位斜撑分别对结构承载力和刚度的贡献。结果表明,耗能器屈服可以先期消耗部分地震能量,改善了框架整体的延性,而限位斜撑则大幅提高了结构后期的承载能力,充分体现了设置多道抗震防线的思想。     

钢板橡胶复合耗能器试验研究

对一种新型钢板橡胶复合耗能器进行了试验研究,结果表明,钢板橡胶复合耗能器的耗能效果与螺栓扭矩大小线性相关。该耗能器滞回曲线呈菱形,且在疲劳荷载作用下耗能效果良好,工作性能稳定。增大预紧螺栓扭矩值,耗能器的启滑位移显著降低,刚度和滑动摩擦力随之增大。在设定扭矩下,该型耗能器最大稳定耗能摩擦力达178. 79kN,且试验结果与拟合计算吻合良好,为钢板橡胶复合耗能器的结构优化设计及工程运用提供了依据。