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.     

钢筋混凝土摩擦耗能支撑框架内节点强度设计

作为《钢筋混凝土摩擦耗能支撑框架节点强度——理论篇》的续篇，对国内外在摩擦耗能支撑框架节点设计方面的现状作了介绍，同时主要针对钢筋混凝土摩擦耗能支撑框架的内节点强度设计进行了极限承载力分析，探讨了基于“强节点”的设计构造．     

摩擦耗能支撑在抗震加固中的应用

介绍了两类结构加固方法：直接法和间接方法，建议采用摩擦耗能支撑对结构进行间接加固．以钢筋砼支撑钢板-橡胶摩擦耗能装置为例，探讨了其加固设计方法；同时介绍了摩擦耗能支撑在国内外抗震加固中的应用情况．     

新型压电摩擦阻尼器本构模型的分析

随着振动控制技术的发展，半主动控制引起工程界人士的广泛关注．可控摩擦阻尼器作为一种有效的半主动控制装置获得了广泛的研究和应用．本文正是在着力改进现有可控摩擦阻尼器的基础上，设计了压电摩擦阻尼器PALL支撑，为结构振动的控制提供了一种全新的选择．文中采用了ANSYS软件的有限元分析方法，对压电摩擦阻尼器进行了性能模拟试验，研究了其在各级电压下的摩擦耗能特性，在此基础上我们给出了压电摩擦阻尼器PALL支撑带电压参数的双线性本构模型．     

多层摩擦耗能减震结构的减震分析

在钢筋混凝土结构的层间恢复力模型采用线性强化弹塑性模型的基础上．从多自由度的角度对摩擦耗能减震结构进行减震分析。(1)以结构位移为考查目标，通过计算分析了多层摩擦耗能减震结构在地震波作用下，支撑刚度、耗能装置起滑位移对结构减震效果的影响及规律。(2)给出支撑刚度和耗能装置起滑位移偏差对摩擦耗能框架在地震作用下的反应偏差的分析方法，根据分析结果可以得知摩擦耗能支撑参数偏差对此类摩擦耗能框架地震响应的影响显著程度。     

筒式叠层摩擦阻尼器性能试验及应用研究

为解决传统摩擦阻尼器在提供较大阻尼力时对正压力需求较高且滞回性能不稳定的问题,提出一种筒式叠层摩擦阻尼器,可以通过楔形体放大摩擦面所需的正压力,利用圆筒的环向约束提高阻尼器加压效率.基于叠层的原理,中心加压装置提供的正压力可以同时施加给多个摩擦面.采用摩擦性能更稳定的非石棉复合树脂摩擦片作为阻尼器的摩擦材料,避免传统金属摩擦面在多次循环后摩擦性能不稳定的问题.对阻尼力理论公式进行推导,得到各构造参数对阻尼器出力的影响;通过力学性能试验和数值模拟对其滞回性能和减震效果展开分析.结果表明:该阻尼器滞回性能稳定,耐疲劳性能优异,耗能性能良好,对实际结构具有较好的减震效果.     

温度分布对制动摩擦片性能的影响

制动器是影响车辆行驶安全、可靠、舒适的关键部件。模拟实际刹车工况,利用有限元分析方法,对影响摩擦片制动性能的关键因素－摩擦温度场进行研究,并结合摩擦片热影响层的差热－失重(TGA－DTA)分析,探讨了摩擦温度分布对摩擦片材料性能的影响。这为制动器的摩擦性能控制及机理研究提供了理论依据。     

用于自复位支撑的槽孔摩擦板耗能器力学性能试验研究

为研究不同槽孔尺寸、摩擦板材料、垫片种类对自复位支撑中槽孔摩擦板耗能器力学性能的影响,对12组试件进行了低周往复试验研究.结果表明:相对标准孔钢摩擦板-槽孔钢摩擦板和标准孔碳纤维摩擦板-槽孔钢摩擦板,标准孔黄铜摩擦板-槽孔钢摩擦板组合耗能最稳定,适合工程应用;不同槽孔尺寸的槽孔摩擦板耗能器承载力相差不大,最大差值仅为2.27%;加载过程中高强螺栓预紧力平均损失为3.7%,摩擦系数平均损失为2.16%;槽孔摩擦板耗能器承载力(即稳定滑动摩擦力均值)与理论摩擦承载力比值为92.01%;碟形垫片可通过回弹适当减小摩擦力损失,建议工程中使用.给出了槽孔摩擦板耗能器用于自复位支撑时,其承载力计算公式,为工程实际应用提供参考.     

国内外摩擦耗能器研究进展

近年来，结构减震技术发展迅速，采用安装摩擦耗能器的耗能支撑来保护结构，属于被动控制范畴，试验及理论分析表明，该结构体系可耗散大量地震能量，减震效果好，本文主要介绍了摩擦耗能器的发展历史、工作原理、国内外的试验研究情况，同时也介绍了设计时的细节问题及其在建筑抗震中的应用。     

新型金属-摩擦阻尼器混凝土框架抗震性能分析

针对传统屈曲约束支撑在多遇地震下不能屈服耗能的问题,结合屈曲约束支撑和长圆孔摩擦阻尼器的工作原理,提出了一种串联式受力体系的新型金属-摩擦阻尼器及其耗能减震结构,以实现结构在多遇地震下屈服耗能目的。以新型金属-摩擦阻尼器框架为研究对象,借助SAP2000软件,进行多遇和罕遇地震作用下的性能分析,并将其与无控框架和传统屈曲约束支撑框架的抗震性能进行对比分析。结果表明,对比于传统屈曲约束支撑结构,新型金属-摩擦阻尼器框架结构在多遇地震下,呈现出更小的楼层位移、层间位移角、顶层加速度和顶层位移。     

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。     

组合碟簧自复位防屈曲支撑滞回性能试验

为控制防屈曲支撑(BRB)的残余变形,采用碟簧自复位系统(DS)和BRB并联形成自复位防屈曲支撑(SBRB)。通过拟静力试验考察组合碟簧刚度、端部连接、复位比率等对SBRB滞回性能的影响。结果表明：与BRB相比,SBRB的残余变形大幅降低;SBRB表现出旗型的滞回曲线,试验后期钢板支撑受拉断裂,其他部件保持完好;SBRB试件中DS部分和BRB部分分别是承载力和累积耗能的主要来源;由于组合碟簧间的摩擦等作用,DS部分的耗能占整个SBRB耗能的23%～36%;其他构造相同时,采用组合碟簧刚度较大的DS部分启动后承载力增幅较多,且DS部分启动力较大的复位比率也较大,残余变形更小。总体上,端部连接形式对残余变形影响不大,刚接SBRB试件因承受额外的端部弯矩,钢板支撑断裂更早,铰接SBRB试件表现出更好的耗能能力。随复位比率增大,SBRB的残余变形逐渐减小,为有效地控制支撑残余变形,同时避免对DS部分要求过高,复位比率宜取0.7～0.9。     

钢筋混凝土墙板内置无粘结钢支撑抗冲切研究

为了改善钢筋混凝土墙板内置单斜形无粘结钢板支撑中墙板的抗冲切性能,用开孔槽钢来抗冲切,并将钢板支撑端部的加劲肋立放设置．采用拟静力试验研究了构造对试件滞回性能的影响,基于试验结果探讨了墙板的抗冲切设计方法．试验表明:与支撑周围采用加密拉结筋的抗冲切构造相比,采用开孔槽钢可避免墙板局部冲切破坏,墙板局部冲切开裂程度大幅降低;与支撑端部加劲肋平放设置相比,加劲肋立放时可减小加劲肋端墙板与支撑间空隙的宽度,从而减小端部钢板支撑对墙板的冲切作用力;试件最终发生了墙板局部冲切破坏或支撑受拉断裂,破坏前试件滞回曲线饱满稳定;依据墙板可能的冲切破坏模式,给出了抗冲切验算方法．     

拉索减震支座的开发与试验研究

开发了一种新型减隔震支座-拉索减震支座.拉索减震支座由聚四氟乙烯滑移装置隔震,拉索限制过大位移,并提供恢复力,讨论了其设计参数.采用拟静力试验测定了不锈钢板与聚四氟乙烯滑板之间的摩擦系数及支座在不同竖向压力下的滞回性能,获得了相关参数,为支座理论模型的建立提供基础.以一个四跨连续梁桥为实例,对拉索减震支座的有效性以及拉索刚度的合理取值进行了分析.分析结果表明,拉索减震支座能够显著地减小固定墩所受的地震力,同时拉索限位能力强,能够有效防止落梁.     

墙板内置无黏结支撑钢框架滞回性能数值模拟

为深入研究梁柱节点形式、加强方式等对墙板内置无黏结支撑钢框架结构滞回性能的影响,对3个结构试验进行了数值模拟。基于墙板内置支撑构件滞回性能的试验研究,确定出了体现往复作用下支撑钢材强化特性的参数取值.总体上,数值分析得到的结构滞回曲线、构件的屈服或局部屈曲机制等均与试验结果较一致,试验和模拟中支撑分别在层间侧移角约1/463~1/350和1/416~1/305范围内发生屈服,框架在1/50层间侧移角之前塑性发展较少,结构的延性和耗能能力良好,实现了结构1/50侧移角内主要利用支撑屈服耗能的设计意图.1/30侧移角内,框架承载力出现退化前,梁柱刚接结构的骨架曲线呈三折线,可分别由支撑和框架的两折线骨架曲线叠加得到;梁柱铰接的结构在破坏前骨架曲线呈双折线,框架塑性发展甚少.梁端补贴钢板加强后梁端塑性区外移,确保了梁柱刚接节点的强度和框架稳定耗能.人字形支撑铰接框架中一根支撑较早局部破坏后被撑梁大幅弯曲屈服,整个结构的抗侧承载力未出现退化.给出了采用梁、杆单元简化模拟墙板内置支撑钢框架结构滞回性能的方法.     

单斜无粘结内藏钢板支撑剪力墙构造分析

为考察钢板支撑的宽度和屈服强度、支撑与墙板的厚度、支撑钢板宽厚比、支撑与墙板间的间隙和摩擦对支撑墙板受力性能的影响,对单斜无粘结内藏钢板支撑剪力墙的构造进行参数分析.给出采取适宜间隙时,避免墙板在达1/50侧移角前受弯开裂所需的墙板与支撑的最小厚度比的经验公式.结果表明:为避免支撵较早局部屈曲,减小支撑失稳半波数和对墙...     

三重钢管防屈曲耗能支撑性能的有限元模拟分析

防屈曲耗能支撑克服了传统支撑受压屈曲的缺点,地震时具有良好的耗能能力和延性,是一种具有应用前景的耗能减震构件。本文介绍了三重钢管防屈曲耗能支撑的构造及耗能原理,采用ANSYS程序对其进行有限元分析,研究轴力管和约束管之间的空隙对于此种防屈曲耗能支撑承载力以及滞回耗能性能的影响,并用实验验证了有限元分析的正确性。研究结果表明：采用ANSYS软件对三重钢管防屈曲支撑进行模拟分析是可行的,三重钢管防屈曲支撑工作原理明确,具有稳定的滞回耗能能力,空隙对防屈曲支撑的耗能能力以及承载力有重要影响。     

无粘结内藏钢板支撑剪力墙滞回性能分析

结合单斜无粘结内藏钢板支撑剪力墙的试验研究,对其滞回性能进行了有限元分析.考察了钢板支撑不同初始缺陷和墙板端部有无加强构造等因素对支撑墙板受力性能的影响.试验和分析结果均表明,墙板端部有角钢加强的试件,钢板支撑受压屈服后,在水平侧移角达1/50时墙板没有破坏,支撑墙板滞回曲线饱满稳定;端部没有加强的试件,在支撑受压屈服后,墙板端部局部开裂严重.分析还表明,内藏的钢板支撑在受压后只发生多波微幅弯曲失稳.随着沿墙板厚度方向墙板孔壁与支撑间间隙的增大,支撑的失稳波幅也增大,从而降低支撑墙板的初始刚度和受压承载力,增大支撑对墙板的局部冲剪力和墙板平面外的弯曲变形.当墙板的侧向约束足够时,墙板支撑受压和受拉时的性能较一致且无承载力和刚度退化,可以在结构分析中应用杆元对其进行模拟.     

拟黏滞摩擦阻尼器滞回特性及支撑内力分析

从Pall型摩擦阻尼器四连杆机构的几何非线性变形特征出发，分析框架位移、支撑刚度、阻尼器摩擦力、阻尼器大小、支撑倾角、支撑屈曲力等对一种新型摩擦阻尼器——拟黏滞摩擦阻尼器的滞回特性及支撑受力特点的影响．分析结果表明拟黏滞摩擦阻尼器除了保留了Pall型摩擦阻尼器恢复力特性不受支撑屈曲力影响的优点外，支撑内力还比Pall型摩擦阻尼器明显降低，这将有利于提高框架柱的延性，减小框架柱在地震下的损伤．同时还拟合出可供设计人员使用的实用支撑最大内力计算公式．