带耗能钢板的自复位方钢管混凝土框架抗震性能研究

为了减小“梁增长”现象对自复位框架的影响,提出一种自复位方钢管混凝土框架,该框架由钢管混凝土柱、钢梁及带耗能钢板的自复位梁柱节点组成。对3榀1/3比例的自复位方钢管混凝土框架进行低周往复荷载试验,研究其自复位性能和抗震性能。利用有限元软件ABAQUS对其进行了非线性数值分析,并验证了有限元模型的准确性,同时构建足尺模型研究了钢绞线初始预拉力和耗能钢板耗能段截面积对自复位框架性能的影响。结果表明：加载至2%层间位移角时,自复位框架表现出较好的自复位能力和耗能能力;增大钢绞线初始预拉力,结构承载能力与耗能能力增强,自复位能力先增强后减弱;增大耗能钢板耗能段截面积,结构的承载力随之增大,残余变形亦增大,自复位能力减弱。     

外张拉式自复位方钢管混凝土柱脚抗震性能试验研究

外张拉式自复位方钢管混凝土柱脚是一种便于钢绞线张拉和耗能部件更换的自复位柱脚节点。根据钢绞线与防屈曲钢板(BRS板)布置方式的不同,将自复位柱脚分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型,以适应平面和空间复位模式。通过3个3/4比例的Ⅰ型自复位柱脚的低周往复荷载试验,研究初始预应力、轴压比对柱脚承载能力、自复位性能和抗震性能等的影响。结果表明：在竖向荷载和水平往复荷载的共同作用下,外张拉式自复位方钢管混凝土柱脚的滞回曲线为典型的“双旗帜”形,该柱脚具有良好的自复位能力和耗能能力;加载至4%侧移角时,柱和钢绞线仍保持弹性,仅BRS板进入塑性状态,因此通过更换BRS板可以实现震后的快速修复;增大轴压比和钢绞线初始预应力,可有效提高柱脚的承载力,增大自复位能力,变形能力和耗能能力减小。所提出的自复位柱脚弯矩计算式,计算结果与试验结果吻合较好。     

自复位钢筋混凝土框架结构振动台试验研究

为研究自复位钢筋混凝土框架结构的整体抗震性能,设计了一个比例为1/2的两层自复位钢筋混凝土框架结构,通过放松结构与基础间的约束和梁柱间的约束,结构在地震作用下发生摇摆,通过预应力使结构复位,实现自复位效果。通过振动台试验,研究了试验中模型结构在各级水准地震作用下的动力特性、加速度反应、位移反应和节点局部反应,描述了模型结构的破坏位置及过程,分析了模型结构的自复位能力。试验研究表明：自复位钢筋混凝土框架结构具有良好的抗震性能和自复位能力;结构在大震作用下有较好的延性和变形能力,震后基本无残余变形。     

震后可恢复功能的钢框架预应力梁柱节点性能研究

针对震后可恢复功能的腹板摩擦耗能钢框架预应力梁柱节点,对3个设计的节点试件进行低周往复加载试验、有限元模拟和理论分析。结果表明:钢框架预应力梁柱节点在加、卸载过程中实现梁柱接触面开口和自动复位的机制,滞回曲线表现出明显的双旗帜模型,节点耗能系数βE满足大于0.25的基本要求;钢绞线最大索力均未超过90%的屈服索力;主要构件基本处于弹性状态,残余转角均很小,节点实现了震后恢复功能的目标。研究还发现,随着节点初始预应力度的提高,节点初始刚度和开口后刚度、开口临界弯矩和钢绞线最大索力都有不同程度的提高,最大开口转角和耗能能力呈下降趋势。节点有限元模拟与试验结果吻合较好,理论模型与试验及有限元结果基本吻合。     

内置碟簧自复位钢筋混凝土剪力墙拟静力试验及损伤分析

为了减小钢筋混凝土剪力墙在地震后的损伤和残余变形,提出了内置碟簧自复位钢筋混凝土剪力墙(self-centering RC shear wall with disc spring devices,SCSW-DSD),通过在墙脚两侧安装碟簧装置为墙体提供恢复力并保护墙脚处混凝土。对1片SCSW-DSD和1片普通混凝土剪力墙进行了拟静力加载试验,对比分析了两者的滞回性能、水平刚度退化、残余位移及损伤演化过程。结果表明：相比普通混凝土剪力墙,SCSW-DSD的水平荷载-位移曲线无下降段,承载力略降低,但SCSW-DSD最大加载位移角达到了3%,最大加载位移提高了44.4%,具有较好的变形能力;在相同加载位移下,SCSW-DSD的残余位移均较普通混凝土剪力墙的小,最大残余位移角减小约65.8%,具有良好的自复位性能;SCSW-DSD裂缝发展较慢且数量较少,其约束边缘纵筋应变小于0.007,水平分布钢筋应变小于0.001,均较普通混凝土剪力墙的小,表明SCSW-DSD损伤程度较小。     

基于高强钢碟簧和复合摩擦材料的自复位消能减震阻尼器受力性能与试验研究

为提高建筑结构抗震韧性,实现震时响应可控,震后易修复的性能目标,提出一种基于高强钢碟簧和复合摩擦材料的自复位消能减震阻尼器,给出一种基本构造方案,分析阻尼器不同阶段的工作原理,理论推导滞回曲线及各阶段刚度、承载力计算公式。通过多次往复加载试验,对碟簧和摩擦片的基本性能,以及多次地震作用下阻尼器的滞回性能和低周疲劳性能进行了考察。试验结果表明,高强钢碟簧性能稳定,复合摩擦材料耗能能力优异;基于两者组合的自复位消能减震阻尼器具有良好的可调节刚度、承载力以及优异的自复位性能;阻尼器滞回耗能稳定,可实现震后功能恢复,低周疲劳性能好。提出的阻尼器工作过程中各阶段刚度及承载力计算公式与试验结果吻合较好,可为工程设计提供参考。     

SMA自复位体系非线性反应谱

总结了国内外非线性反应谱的发展历程及现状,介绍了形状记忆合金(SMA)材料及其自复位体系的应用技术,简要回顾了非线性反应谱分析的基本理论。通过遗传算法选取典型的地震动记录,针对SMA自复位体系特殊的旗形滞回曲线,设计合理的分析工况,通过大量数值模拟分析得到非线性反应的精确结果。在此基础上采用最小二乘法回归得到旗形非线性设计反应谱模型参数,最后将模型计算曲线与精确解进行比较,二者吻合程度较好,表明回归的模型较为可靠,可为具有相似滞回特性自复位结构的非线性设计提供帮助。     

自复位摇摆结构的发展与应用

首先回顾了摇摆结构的发展历史,自复位摇摆结构因为后张预应力筋提供的回复力,使得地震后结构的残余变形极小。但自复位摇摆结构也存在一些问题,针对这些问题,一些国外学者也提出了解决方法。     

液压自定心夹具的设计与制造

本文介绍了液压自定心夹具的工作原理和设计方法，并从加工、装配等方面说明了制造夹具的工艺控制要点和组装注意事项。     

自复位钢框架节点有限元模拟及参数分析

研究了一种具有自复位能力的钢框架节点的力学性能.该节点在梁柱间通过角钢栓接,并沿梁长布置高强预应力钢绞线.通过对钢绞线施加预应力将梁柱压紧,使节点具备足够的抗弯刚度以满足正常使用情况下的功能性要求,钢绞线同时提供回复力,使节点在地震后具有自复位能力.采用通用有限元分析软件Abaqus 6.9建立节点模型,对9个足尺钢框...