被动消能混合式交错桁架单元滞回性能有限元分析

为了增强交错桁架耗能能力,可在桁架单元的斜腹杆上设置摩擦耗能器,形成被动消能交错桁架结构。采用有限元软件ANSYS12.1分析摩擦耗能器在不同摩擦系数、螺栓孔长以及螺栓等级下的荷载位移关系,并将摩擦耗能器的荷载-位移关系转化为等效应力-应变关系,定义到斜腹杆上的等效耗能器单元的材料本构关系中,对被动消能桁架单元进行水平方向循环加载,得到各桁架单元的滞回曲线、骨架曲线以及耗能能力图。有限元分析结果表明:摩擦系数使耗能器的滑移力达到斜腹杆屈曲荷载的96%时,结构的耗能能力最好;耗能器孔长越大,桁架的耗能能力和延性越好,滑移量达到桁架节间距的1%时,延性系数可满足一般框架的抗震要求;螺栓等级越高,其预紧力越稳定,桁架耗能能力越好。     

钢管混凝土柱交错桁架结构水平承载性能试验

目的 研究钢管混凝土柱交错桁架结构抗侧性能.方法 对1个3层1/3缩尺的钢管混凝土柱交错桁架结构进行水平加载试验,介绍试验方案和试验过程,分析整体结构在水平荷载作用下的受力性能、破坏机理、刚度退化规律、延性以及水平荷载在桁架与柱之间的分配关系.结果 在水平荷载作用下桁架的受压斜腹杆失稳以及受拉斜腹杆拉断导致钢管混凝土柱交错桁架结构破坏;交错桁架结构具有较大的初始侧向刚度,随着水平荷载的增加,结构的刚度退化较快;结构侧向刚度下降到初始侧向刚度50%后,交错桁架结构达到承载能力极限状态.结论 桁架发生破坏,钢管混凝土柱基本完好,交错桁架采用钢管混凝土柱合理.     

基于形状记忆合金的自复位摩擦耗能支撑滞回性能

针对基于形状记忆合金(SMA)的自复位摩擦耗能支撑,提出了简化分析模型,研究了其在往复荷载作用下的滞回性能.首先通过理论推导,得出了往复荷载作用下自复位摩擦耗能支撑的力-位移曲线,提出了简化的滞回模型,然后通过参数分析研究了各参数对其滞回性能的影响.结果表明:自复位摩擦耗能支撑在卸载后存在一定的残余位移,其大小仅与阻尼器元件摩擦力及SMA元件奥氏体弹性刚度有关;自复位摩擦耗能支撑的滞回性能可采用修正的FS(Flag-shaped)模型来描述;SMA元件屈服力及耗能参数对自复位摩擦耗能支撑的滞回性能影响较大,奥氏体弹性刚度及屈服后刚度系数影响较小;增加阻尼器元件的摩擦力,可显著增强自复位摩擦耗能支撑的耗能能力,但会产生残余位移.     

圆钢管空间滞回性能试验

为考察圆钢管空间滞回性能、获得考虑损伤累积的材料本构模型,设计并开展了圆钢管空间滞回试验.试验加载装置可用于空间三向加载.考虑构件长细比及不同空间加载方案的情况,确定了不同截面及长度的30根试件,加载方案为5种.通过试验方案优化,实现了圆钢管空间加载的模拟,并获得了这些试件的荷载位移滞回曲线及典型部位的应变曲线.试验结果表明:圆钢管具有良好的滞回性能,在很大的位移作用情况下,仍能保持良好的耗能能力.为后续开展符合圆钢管截面钢材的本构模型研究奠定基础.     

钢交错桁架结构体系的非线性有限元模型

交错桁架结构近年来成为国内外学者广泛关注的一种经济、实用、高效的结构形式,但对其抗震性能的研究很少.采用壳单元和梁单元相结合的三维非线性有限元分析模型,考虑了桁架杆件的断裂、初始缺陷,分析了两个交错桁架结构体系试件在循环荷载作用下的性能,从屈服荷载、极限荷载及滞回曲线等方面综合对比了有限元分析结果与试验结果,比较结果表明,此计算模型精确、高效,适用于交错桁架结构体系的滞回性能分析.     

偏心腹杆式交错桁架结构滞回性能有限元分析

为研究偏心腹杆式交错桁架单元的滞回性能,探索偏心腹杆式交错桁架的合理布置形式,应用ANSYS软件对5种不同节间布置形式的偏心腹杆式交错桁架单元试件进行非线性的有限元分析,对比分析表明,偏心腹杆式交错桁架的滞回性能与内填的Y形偏心腹杆数量相关,适当布置斜腹杆有利于提高偏心腹杆式交错桁架单元的水平刚度.     

GLQW-1型摩擦阻尼器的滞回特性分析与实验研究

从工程实际出发,查找大量资料,对Pall摩擦耗能器进行研究,针对其一些缺点进行改正.在此基础上,结合计算理论和技术经验,在试验的基础上自行开发设计了GLQW-1型摩擦阻尼器("王"形芯板摩擦耗能器),建立合适的力学模型,分析了它的整体滞回特性及受力特点,用二分法计算,编程给出理论滞回曲线,并在半足尺模型试验中得到验证,并分析了误差的原因.笔者最后给出了工程设计实例,对比使用前后大楼的动力反应结果,发现有着显著的作用效果,说明其具有应用研究价值.     

交错桁架体系结构性能分析

根据结构力学和地震工程的基本理论,从受力原理上对交错桁架体系在竖向荷载、地震和风荷载作用下的受力性能进行了阐述,整个体系在各种荷载作用下以受轴力为主,边柱中的剪力一般很小,几乎没有弯矩或仅有很小的弯矩;根据交错桁架体系的受力特点,对其抗震性能进行了讨论,该体系具有良好的抗震性能,在小震作用下结构的层间位移角很小,在大震作用下结构的层间位移角也比较小;深入分析、比较了帕氏桁架、华伦氏桁架和混合型桁架的抗震性能,帕氏桁架的滞回性能很差,华伦氏桁架滞回性能很好且屈服分布均匀,混合型桁架的抗震性能非常好,并有层次分明的抗震防线感．     

摩擦消能支撑的试验研究

为了解决高层钢结构中普通中心支撑工作性能较差的问题,以提高高层钢结构的抗震性能,本文作者设计讨论了一种摩擦型滑动消能支撑。在试验基础上,对其工作机理进行了初步探讨,分析了其恢复力特性及其影响因素。试验表明,这种摩擦消能支撑与普通支撑相比,能够耗散较多的能量,而且支撑中应力始终保持在可控制的弹性范围内。在增加结构延性和消耗能量等抗震特性方面,这种消能支撑是很有效的。     

变截面钢支撑滞回性能研究

为改善铰接钢支撑受压稳定性从而提高受压承载力,将支撑设计成两端小中间大的变截面构件,通过增大支撑中部截面尺寸,使支撑在受压时塑性区域向两端外移,形成更大范围的塑性区,更有利于其在地震作用下的耗能。利用有限元分析方法研究工形截面、方钢管截面和圆钢管截面的变截面支撑的滞回性能。研究表明在保证支撑构件满足规范要求的宽厚比前提下,支撑长细比和楔率是影响变截面支撑滞回性能的主要因素,变截面支撑初始轴向刚度、承载能力、耗能性能随楔率增大而增大。     

钢桁架连梁-联肢剪力墙耗能机理及抗震性能试验研究

对设置全钢桁架连梁和设置钢筋混凝土、钢桁架混合连梁的双层联肢剪力墙平面结构进行了拟动力试验和低周反复荷载试验,研究了不同工况地震波作用下剪力墙的时程响应,以及其破坏机理、承载力、滞回延性性能、耗能机理、刚度及强度退化机理。试验结果表明：全部设置钢桁架连梁的剪力墙的刚度分布合理,耗能机理及刚度强度退化机理符合联肢剪力墙抗震设计的要求。大震时,在保证较高耗能能力的同时能够维持较高的承载力和刚度,持续约束墙肢,抗震性能优于混凝土连梁联肢剪力墙体系,是一种较理想的连梁设置方案。     

新型钢框架梁柱节点滞回性能试验研究及有限元分析

通过模型节点滞回试验研究和有限元分析,探讨了一种新型钢框架梁柱耗能节点的力学性能和耗能能力。该节点是利用螺杆对角钢节点进行改善的半刚性节点,并基于控制结构损伤仅限于角钢和螺杆进行设计。6个模型节点的对比实验研究表明,试验节点因角钢塑性损伤、裂缝扩展和螺杆屈曲及疲劳断裂而出现性能退化。螺杆连接的节点转动能力和破坏模式取决于螺杆的抗疲劳断裂能力,采用良好延性螺杆的节点具有更好的耗能能力。节点有限元模型可以较好地模拟试验节点在出现明显强度退化或螺杆断裂前的滞回性能和变形模式,验证了角钢垂直度偏差引起的预应力刚化效应、角钢塑性区分布和螺杆屈曲引起的节点性能退化。最后,分析了这种新型梁柱耗能节点的优缺点,并提出了进一步改进节点和深入研究的建议。     

水流衔接与消能的试验研究

对景德镇电厂排水电站水流的三种形式的衔接消能方式进行比较试验，通过对试验结果的分析和研究，推荐方案３为选择方案。     

剖分T型钢梁柱连接的滞回性能试验研究

通过对循环荷载作用下的剖分T型钢连接节点的试验研究，分析了剖分T型钢连接的滞回性能．试验结果表明：剖分T型钢连接具有良好的延性和耗能能力，节点的转角都超过了O．03rad；剖分T型钢翼缘厚度是影响节点滞回性能和极限承载力的决定因素．最后，根据试验结果提出了此类连接的设计和施工建议．     

偏心支撑钢框架耗能特性和简化分析

偏心支撑框架是一种理想的钢结构抗侧力体系。介绍了偏心支撑框架的种类和受力特点，提出了偏心支撑体系的一种简化计算方法。这一方法可供在结构初步设计阶段参考。     

关于交错桁架结构增设隔震装置的抗震分析

文章结合交错桁架体系的构成及特点,介绍了隔震结构的原理和隔震支座的类别,运用SAP2000分别建立混合型交错桁架体系及增设隔振器混合型交错桁架体系,对结构模型进行模态分析、反应谱分析及时程分析。通过比较和分析数据显示,交错桁架结构增设隔震装置后的抗震性能有明显改善。     

交错桁架体系连接方式对结构性能的影响

利用ETABS程序建立柱脚固接和柱脚铰接的12层和20层的交错桁架结构体系模型,计算分析桁架弦杆与柱采用不同连接方式对柱子弯矩和结构侧移的影响,并考虑柱子弯矩和结构侧移的二阶效应.结果表明,桁架弦杆与柱采用不同连接方式对柱子弯矩有一定影响,对结构侧移没有影响,柱脚铰接只适用于楼层较少的交错桁架结构体系,为实际设计和后续研究提供参考.     

表中孔水舌空中碰撞消能试验研究

通过模型试验，研究了碰撞角和流量比与碰撞消能效果的关系，提出射流碰撞的主要作用在于分散水流，在确定流量比是不必拘泥于流量比等于1的传统思路，采用小股射流碰撞大股主射流，同样能起到分散水流的作用，改善下泄水流进入水垫塘时的入流条件，从而提高碰撞消能效果，试验表明，在碰撞角较大时，中表孔流量经达到0．2时即可使水舌充分散裂。