矩形钢管腹板开孔耗能支撑滞回性能分析

中心支撑横向刚度大,但在发生地震时容易失去稳定性。为避免支撑失稳,提出了矩形钢管腹板开孔耗能支撑。矩形钢管腹板开孔耗能支撑是由开孔腹板和矩形传力方钢通过焊接连接组成的新型开孔腹板耗能支撑。采用ABAQUS有限元软件分析了各设计参数对其滞回性能、刚度、承载力的影响,为工程实践提出有效的建议。结果表明:该支撑滞回曲线饱满,耗能能力强,变形能力好。开孔腹板的厚度、开孔长度以及开孔宽度等参数,矩形钢管腹板开孔耗能支撑主要依靠耗能短柱发生塑性变形耗散能量。开孔腹板的厚度影响对构件承载力有一定影响;开孔长度对构件滞回性能影响较小;耗能短柱的长度对构件整体的滞回性能、承载能力起到决定性因素。     

耗能支撑框架结构滞回性能分析

新型腹板开孔屈服耗能支撑具有良好的延性和耗能能力,将其应用于框架结构中,可提高框架的抗侧刚度,组成的支撑框架结构具有较好的耗能能力.采用ABAQUS有限元软件,研究了不同参数的耗能支撑与框架之间分别采用焊接连接和板铰连接组成的支撑框架结构的滞回性能.有限元分析结果表明:耗能支撑主要依靠端部工字钢开孔腹板的孔间板件弯曲屈...     

腹板开椭圆孔耗能支撑滞回性能试验研究

为了研究腹板开椭圆孔耗能支撑的滞回性能,进行了3个支撑试件的低周往复加载试验,研究支撑长细比和耗能腹板长度对这种支撑耗能能力和滞回性能的影响,得到试件的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化曲线、延性系数、等效黏滞阻尼比等。试验结果表明：在低周往复荷载作用下,腹板开椭圆孔耗能支撑依靠腹板开孔板件进入塑性耗散能量。耗能支撑滞回曲线饱满,耗能能力强,初始刚度较高。孔间板件断裂破坏导致耗能支撑试件失效,试件呈现延性破坏。试验过程中,中部工字钢保持弹性状态,没有进入塑性。相同长细比下耗能腹板的长度越长,耗能支撑滞回曲线越饱满,变形能力、承载能力和等效黏滞阻尼比越大。建立了ABAQUS有限元分析模型,有限元分析结果与试验结果吻合良好,可以有效模拟腹板开椭圆孔耗能支撑的滞回性能。     

腹板开孔耗能支撑稳定承载能力研究

腹板开孔耗能支撑构造简单、制作方便,具有良好的延性和耗能能力.为了避免耗能支撑发生失稳,需要计算其稳定承载能力.耗能支撑边界不同于传统的支撑杆件,其稳定承载力与端部耗能腹板的构造关系密切,不能完全采用以往的公式计算失稳破坏的承载力.为了研究耗能支撑的稳定承载能力,本文采用ABAQUS有限元软件分析了不同参数对腹板开孔耗...     

K型偏心支撑耗能梁段开孔形式对支撑滞回性能影响分析

K型偏心支撑刚度大、塑性好,在实际工程中具有较好的应用。耗能梁段开孔的偏心支撑,有效避免了腹板的面外屈曲,同时具有更好的变形能力,为了研究耗能梁段腹板的合理开孔形式,文章利用有限元软件对比分析了长圆孔、椭圆孔和菱形孔试件的滞回性能,同时研究腹板开孔长度、开孔宽度以及腹板厚度对椭圆孔试件的影响。分析结果表明：腹板开椭圆孔的K型偏心支撑变形均匀,应力大致分布整个腹板,滞回曲线饱满,水平承载力与刚度较高,耗能能力优于其它两种开孔腹板,是K型偏心支撑耗能梁段的合理开孔形式。开孔宽度对于偏心支撑滞回性能影响不大,开孔长度越短、腹板越厚,框架的水平力与刚度越大,腹板较厚的框架,后期的耗能能力也更为优秀。     

连接板件屈服耗能支撑滞回性能研究

设防地震和罕遇地震作用下,中心支撑结构的支撑斜杆容易受压失稳.为了避免支撑斜杆失稳,提出了连接板件屈服耗能支撑.采用有限元软件ABAQUS分析了不同设计参数下连接板件屈服耗能支撑的滞回性能.分析结果表明:连接板件屈服耗能支撑利用连接板件的弯曲屈服耗能,滞回曲线饱满,耗能能力优越.连接板件最窄处的宽度、板件高度、厚度以及...     

双T形内核约束屈曲支撑滞回性能分析

为克服传统约束屈曲支撑连接段难控制的缺点,本文构建了双T形内核与方钢管约束屈曲支撑,并对其滞回性能进行了试验研究与有限元分析。分析结果表明:模型受力合理,符合力学原理,支撑能产生良好的耗能效果;设计时建议采用约束比大于3。     

约束屈曲支撑耗能性能有限元分析

对3种不同构造的约束屈曲支撑进行了有限元模拟,得到了其滞回曲线和骨架曲线。参考有关文献对3种支撑的耗能性能相关指标进行了计算研究,并做出比较。最后建议了支撑较好的构造形式。     

开孔板式屈曲约束支撑拟静力滞回性能试验研究

提出一种开孔板式屈曲约束支撑(PPBRB),该支撑核心单元为开孔的一字形钢板,约束套管采用钢板焊接而成,并在端部加设加劲套箍。设计制作4支PPBRB试件,对其进行拟静力滞回性能试验,研究开孔板式屈曲约束支撑滞回耗能能力、承载力性能以及累积塑性变形能力。研究结果表明:该支撑构造合理,滞回曲线饱满,滞回性能稳定,耗能性能优良;支撑端部构造设计合理,能够保证支撑正常工作;铰接与固接的连接方式均能保证支撑性能得到有效发挥。     

无约束段对工字形内芯防屈曲支撑滞回耗能性能的影响

设计了12个无约束段的防屈曲支撑构件,利用ABAQUS软件对其进行有限元分析,研究无约束段长度、是否利用槽钢加强无约束段及加强槽钢的长度和厚度对构件滞回耗能性能及承载力的影响。结果表明:无约束段长度对防屈曲支撑构件滞回耗能性能及承载力影响显著,当无约束段长度与构件在轴力作用下产生的最大位移近似相等时,构件耗能效果更明显;经槽钢加强的构件具有良好的滞回耗能性能及承载力;无约束段加强槽钢的长度对构件滞回耗能性能与承载力影响显著,加强槽钢的长度为无约束段长度的2倍时,构件具有更好的滞回耗能性能与承载力;加强槽钢的厚度对构件的滞回耗能性能与承载力影响不大,设计构件时可适当减小槽钢的厚度以提高材料的利用率。     

屈曲约束支撑的耗能性能分析

基于ANSYS有限元软件,对屈曲约束支撑的滞回性能进行了分析,并与普通支撑的滞回性能进行对比.采用两种地震波研究钢框架的地震响应,结果表明：相对于普通支撑而言,屈曲约束支撑能进一步提高钢框架的后期刚度和耗能能力.     

支撑钢框架在罕遇地震下的滞回耗能分析

我国现行建筑抗震设计规范采用的小震弹性设计方法无法准确预估地震动循环效应中结构产生的累积损伤.基于能量的性态设计方法能同时考虑力、位移、强震持时等因素,可反映出结构的累积滞回耗能与往复塑性变形,是有发展前景的设计方法.结构滞回能需求预估是基于能量设计方法的核心内容.文章按照现行规范设计了 8个中心、偏心支撑钢框架结构算...     

装配式可更换梁段腹板开孔削弱型节点滞回性能

为了使塑性铰出现在可更换梁段上的削弱处,提高节点的受力性能,提出了装配式可更换梁段腹板开孔削弱型节点,运用有限元软件ABAQUS对该新型节点展开循环荷载作用下的受力性能分析,探讨了腹板开孔半径、腹板开孔位置、梁端端板板厚和连接端板板厚对该新型节点滞回性能的影响。结果表明:梁腹板开孔半径对节点滞回性能的影响较为显著,开孔过大或者过小都会对节点的滞回性能造成不利影响,建议梁腹板开孔半径r=(0.225～0.25)h(h为梁截面高度); 腹板开孔圆心至梁端端板距离l过小时,不利于保护端板焊缝,距离过大时节点破坏形式接近传统端板节点,无法实现塑性铰外移的目的,建议腹板开孔时l=(0.7～0.8)h; 连接端板板厚与梁端端板板厚取值一致或适当减小,但不宜小于连接螺栓直径。     

开孔三重钢管防屈曲耗能支撑性能试验研究

设计制作两种开孔三重钢管防屈曲耗能支撑和一种不开孔三重钢管防屈曲耗能支撑试件,并对其进行低周反复加载试验,研究开孔三重钢管防屈曲耗能支撑的性能、核心钢管开孔与否防屈曲耗能支撑性能的差异、开孔排数对支撑性能的影响以及支撑的恢复力模型和破坏特征,并采用ABAQUS有限元软件对其进行分析。研究结果表明：开孔三重钢管防屈曲耗能支撑的滞回性能稳定,耗能能力强;核心钢管开孔后降低了支撑的屈服点且增大了支撑的延性;开孔三重钢管防屈曲耗能支撑的恢复力模型可采用对称的双线性模型来描述;试验结果与有限元分析结果基本吻合。     

耗能梁段与RC框架梁连接节点滞回性能的有限元分析

为了系统研究耗能梁段与RC框架梁连接节点的滞回性能,基于文献[11]所进行的低周往复加载试验,以S-5试件为BASE试件,设计了螺杆布置位置、螺杆数量、U型板侧边加胶、底板长度、螺杆钢材强度等级5个系列9个试件.采用ABAQUS对S-5及系列试件的滞回性能进行了模拟,分析了相关设计参数对连接节点滞回性能、承载力、抗侧刚度、耗能的影响规律.研究结果表明:耗能梁段与RC梁之间的连接可采用螺杆加外包钢的构造方式,螺杆位置、底板长度、螺杆钢材强度等级对此类节点的力学性能影响相对较小.但螺杆数量需合理确定,其数量过少将导致螺杆承载力不足,节点易发生脆性破坏.U型侧板同RC梁侧面增设结构胶可改善节点的刚度、承载力及耗能能力.     

金属阻尼器的滞回性能分析

金属在进入弹塑性状态后具有良好的滞回特性,且在弹塑性滞回变形过程中能吸收大量能量,因而用来制造不同类型的耗能减震器。提出了椭圆形开口金属阻尼器,并利用有限元软件ABAQUS分析椭圆型、棱形、X形阻尼器在不同开洞率下的滞回性能,将其耗能性能进行对比。结果表明,椭圆形开口金属阻尼器有较好的耗能性能,此分析对以后金属阻尼器的选取也提供了一定的参考。     

套管加强梁腹板开孔梁柱端板连接节点滞回性能研究

针对腹板开孔型梁柱外伸端板连接节点的不足,提出了套管加强型腹板开孔梁柱外伸端板连接节点形式。利用有限元软件ANSYS对这种新型节点的滞回性能进行参数分析,探讨开孔位置、套管半径、套管厚度和套管长度对节点滞回性能的影响。结果表明:套管加强梁腹板开孔梁柱端板连接节点采用合理的细部构造形式具有较高的承载能力,并且能够使梁端塑性铰外移,具有较好的滞回性能。套管加强腹板开孔梁柱端板连接节点更加适用于工程设计及应用。     

典型宋式斗棋滞回耗能特性及其简化滞回模型研究

合理可靠的斗栱数值模型是研究其滞回耗能特性的基础。通过对27个、4种典型宋式斗栱试验数据进行了对比分析,研究了不同形式斗栱的滞回耗能特性及其关键影响因素。在此基础上,提出了一种可反映不同形式斗栱滞回耗能特征的简化滞回模型,建议了关键滞回耗能参数的取值方法。结果表明:柱头铺作与补间铺作均呈现较为相似的、饱满的滞回特征,随着跳数的减少,滞回曲线渐趋饱满;叉柱造柱头铺作整体呈现明显的捏拢滞回特征,沿华栱方向加载所得的滞回曲线捏拢程度显著大于泥道栱方向;转角铺作滞回曲线最为饱满。数值模拟与试验结果对比表明,所提出的简化滞回模型及其关键滞回耗能参数取值方法可以准确反映不同形式斗栱的滞回耗能特征和总塑性耗能,验证了该模型的合理性和可靠性。     

防屈曲约束支撑异形柱框架结构的滞回性能研究

通过对布置防屈曲约束支撑异形柱框架和普通异形柱框架的拟静力试验,对比分析防屈曲约束支撑异形柱框架结构的滞回性能。试验结果表明:对角斜置防屈曲约束支撑异形柱框架的滞回曲线呈梭形,骨架曲线呈现"台阶"形的折线形状;无撑异形柱框架的滞回曲线有明显的捏拢现象,屈服后,由"反S"形逐渐过渡到狭长的"Z"形。屈曲约束支撑框架最大能承受6倍屈服位移控制的往复加载,推迟了钢筋与混凝土之间的黏结滑移产生时间,延缓并减弱了框架的变形恢复滞后现象和结构的刚度退化速率,改变了原来异形柱结构的耗能机理,同时屈曲约束支撑改变了原有异形柱结构的延性分布规律,避免了底部发生过大的延性破坏,使结构顶层具有较大的延性来吸收地震能量。