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主要针对梁腹板带有摩擦耗能螺栓的自复位钢框架节点结构进行抗震性能和可更换性能的试验研究,探讨该类节点在往复荷载作用下的滞回性能以及节点域的变形特征。在参数选型的基础上,对5组钢框架节点试件进行了低周反复荷载作用下的拟静力试验,其中:4组试件具有自复位能力,分析了各试件的承载力、刚度、耗能性能和滞回特性等性能。综合研究结果表明:所提出的拼接节点能够利用摩擦螺栓的滑移提高节点的耗能能力,有效减少梁和柱主体构件的损伤,同时预应力筋提供了结构的自复位能力。试验结果表明:在地震作用之后,通过更换腹板及摩擦螺栓可以使结构的承载能力和耗能性能与震前基本一致,从而实现结构功能的快速恢复。 相似文献
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基于损伤控制理念,提出了一种盖板式滑移摩擦柱端节点,该节点利用滑移摩擦代替材料屈服耗能,达到避免构件损伤的目的。为研究在柱端设置该节点H型钢柱的抗震稳定性能,设计并制作2个1/2缩尺的H型钢柱试件:一个试件为普通H型钢柱;另一个试件为柱端设置盖板式滑移摩擦节点H型钢柱,并进行低周往复加载试验。试验结果分析表明:在低周往复加载作用下,柱端设置盖板式滑移摩擦节点的构件,仅翼缘盖板发生塑性变形及黄铜摩擦板出现磨损,钢柱未发生损伤;其极限承载力相较于普通H型钢柱低10%;滞回曲线饱满,刚度与耗能能力与普通H型钢柱相差不大,表现出良好的抗震性能。有限元模拟结果与试验结果基本吻合,并通过有限元模拟分析盖板厚度对设置盖板式滑移摩擦节点H型钢柱受力性能的影响,研究结果表明:合理设置盖板厚度,在提高柱承载力的同时,保证了节点的摩擦耗能,使得钢柱得到有效保护,达到了预期的损伤控制目标。 相似文献
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下翼缘摩擦式自定心钢框架梁柱节点抗震性能的数值模拟 总被引：2，自引：0，他引：2
介绍了一种新型的铜框架梁柱节点形式,其中预应力钢绞线提供了结构在地震作用下的复位功能（自定心）,设置在梁端下翼缘的摩擦件则为结构提供了耗能能力;介绍了下翼缘摩擦式自定心钢框架粱柱节点的构造和工作原理,以节点的低用反复加载试验结果为依据,利用面向对象的开放式计算程序OpenSees建立了节点的数值模型,并侧重于模拟节点在地震作用下的张开/闭合、自定心、摩擦耗能以及螺栓受剪等特性。由计算结果与试验结果对比可知,所建立的数值模型对节点的抗震性能具有良好的模拟效果。 相似文献
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提出了一种安全性高、成本低的新型摩擦"塑性铰"构造的概念和几何设计,以实现精准耗能和大震可修的延性设计抗震目标。以钢结构梁柱延性节点的设计理论为基础,推导了该构造的力学性能理论和工作机制,并应用于钢框架结构进行了静力弹塑性分析。通过ABAQUS有限元软件建立了5个工况的数值分析模型,进行了有限元模型的循环往复位移荷载分析,探究了新型摩擦"塑性铰"构造的抗震性能。结果表明:该构造模型仅发生了抗剪螺栓的剪切破坏,可实现其精准耗能和结构的快速修复;具有较好的转动性能,满足层间位移角要求;摩擦耗能随着旋转加载螺栓预应力和摩擦系数的增大而增大,其滞回曲线较饱满,延性系数较大,具有较好的抗震性能;理论分析和有限元分析的承载力基本吻合,分别为15.92 kN、15.84 kN;抗剪螺栓的剪切和纯摩擦耗能两阶段的等效粘滞阻尼系数分别为0.318、0.671,纯摩擦耗能阶段的耗能能力较好。在钢框架中摩擦"塑性铰"的形成与发展符合抗震性能要求,Pushover分析可作为结构抗震性能评估的有效方式。 相似文献
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柱脚节点是钢结构体系中的关键部位,其损伤将直接影响到结构体系的性能。基于损伤控制理念,提出了一种装配式L形连接件滑移摩擦柱脚节点。利用有限元软件ABAQUS建立了柱脚节点模型,考虑摩擦界面是否设置填充板和外连接件是否设置加劲肋,以及改变轴压比、连接件竖肢和水平肢厚度等因素,分析不同参数对节点受力模式、滞回曲线、耗能能力和损伤特征的影响。结果表明:柱脚节点主要承受摩擦力和轴压荷载的作用,柱端在受力过程中发生滑移,通过摩擦机制耗能,避免主体结构发生塑性损伤。填充板的设置增强了结构的摩擦性能,且在不同轴压荷载下均具有良好的延性和转动性能。在设置填充板的结构中,合理设置连接件竖肢厚度、水平肢厚度和加劲肋,在保证了节点摩擦耗能性能实现的同时,充分发挥了保护主体结构优势,达到了损伤控制的预期。 相似文献
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利用压电陶瓷的压电效应,研发出一种基于半主动控制的新型压电摩擦阻尼器,介绍其构造和工作原理。建立新型压电摩擦阻尼器的ABAQUS有限元模型,得出阻尼器在不同工况下的滞回曲线,并进行其滞回性能试验,用试验值验证阻尼器有限元模型的相似性,两者得到的阻尼器摩擦力变化趋势相近;采用ANSYS建立安装有新型压电摩擦阻尼器的输变电塔模型,利用MATLAB计算输变电塔模型各层的加速度响应,验证新型压电摩擦阻尼器在实际结构中的摩擦耗能性能,为其工程应用提供理论依据。 相似文献
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《地震工程与工程振动》2016,(2)
本文考虑柱轴压力、PEC柱布置方式和钢板组合截面类型等设计参数,对4个大尺度新型PEC柱-钢梁T形件摩擦耗能型中节点试件进行拟静力试验。基于试验数据,分析了试件承载能力、连接力学性能、节点传力机理和破坏模态等抗震性能。研究结果发现:新型卷边PEC柱较大程度增强了核心区混凝土的约束作用,更好满足"强柱弱梁"的抗震设计要求;PEC柱轴压力增大了节点初始转动刚度,其二阶效应降低了节点抗弯承载力,但加快了梁截面进入屈服的损伤进程;预拉对穿螺栓使节点域实现了混凝土斜压带传力机理,相应降低了节点区的抗剪需求,且具有一定的自复位功效;由于T形件对节点的加强作用,使得除试件SLJ3外的其余试件破坏模态均为T形件端部外排螺栓附近钢梁截面充分屈服形成塑性铰的理想延性破坏机构,对应连接转角均大于大震层间相对侧移限值1/30,表明摩擦耗能型连接较好实现了"小震通过摩擦耗散地震能,中大震利用T形件端部外排螺栓附近梁截面屈服耗散地震能"的设计目标。 相似文献
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被动及半主动摩擦阻尼器对合肥悲翠电视塔地震反应的 … 总被引：3，自引：0，他引：3
摩擦阻尼器是一种构造的耗能减振装置,已应用于国内外多座新建建筑的抗震设计和已建建筑的抗震加固。半主动摩擦阻尼器则通过调整阻尼器的起滑力来改善被动摩擦阻尼器的耗能减振性能。本文研究了被动及半主动摩擦阻尼器对于高耸塔架结构地震反应的减振效果。为满足摩擦阻尼器对高耸塔架结构风振控制的特殊需要,本文建立了合肥电视塔的空间桁架有限元模型和串联多自由度体系模型,并在形成控制力变换矩阵和计算摩擦阻尼器两端的相对 相似文献
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两种摩擦耗能器的比较试验研究 总被引：9，自引：2，他引：9
对两种不同形式的摩擦耗能器进行了低周反复荷载试验。工其工作性能和耗能性能，并进行了带有不同摩擦片和不带摩擦片的对比试验，分析了影响耗能器性能的因素，试验结果表明，摩擦耗能支撑具有稳定的滞回性能和极好的耗能能力，摩擦片的类型与性能对摩擦耗能支撑的性能有较大的影响。 相似文献
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《地震工程与工程振动》2016,(6)
本文提出了一种悬臂摩擦式自复位混凝土框架节点,并通过8次低周反复加载试验,对节点在循环荷载下的复位机制和耗能特性进行研究,分析钢绞线预应力、螺杆预应力对于节点性能的影响。试验结果表明,悬臂摩擦式自复位混凝土框架节点具有良好的自动复位能力与耗能能力,节点的张合由悬臂端与梁端的相对转动完成,从而使框架柱的受力更为明确,同时外包钢板避免了混凝土构件在相对转动时的局部受压破坏。节点的转动刚度与预应力筋的抗拉刚度呈正比,预应力螺杆正应力的增大和悬臂长度的增加均能够提高节点的耗能能力,提高节点的自复位能力则有赖于预应力筋初始张拉力的增大。为保证节点的滞回能力,应加强悬臂端钢筋在框架柱中的锚固。 相似文献
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为实现不同地震作用下的减震设防目标,提出了一种新型分阶段屈服金属阻尼器,由2组三角形耗能钢板组成,通过低周往复荷载试验对其进行了力学性能研究,揭示了其分阶段屈服工作原理,研究了其滞回性能和抗疲劳性能。试验结果表明：该阻尼器能有效实现分阶段屈服耗能,小位移下,屈服耗能的同时附加给主体结构的刚度小;大位移时,滞回曲线饱满稳定,相比于2组耗能钢板串联,极限位移更大,变形能力强,抗疲劳性能好。在材性试验和理论分析的基础上,提出了阻尼器恢复力模型,与试验滞回曲线吻合较好,为下一步用于结构减震控制研究提供基础。 相似文献
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《地震工程与工程振动》2021,41(4)
研究了利用转动摩擦阻尼器(rotational friction dampers, RFD)和悬挂排烟内筒对高耸钢筋混凝土地震响应进行被动控制。首先提出了烟囱用FRD节点的构造做法,将RFD置于内、外筒之间,在地震作用下,允许内、外筒产生适量相对位移,使RFD产生摩擦耗能。其次,对该体系的地震响应被动控制进行了理论研究,将内、外筒视为质量和弹性连续分布的梁,基于假设模态法,采用Bouc-Wen滞回模型模拟RFD,用Lagrange方程推导了受控体系的非线性运动微分方程及其空间状态方程。最后,以某275 m高烟囱为例,对比分析了两种罕遇地震作用下的5种减震方案。通过选用合理的RFD参数、位置和内筒悬挂长度,能获得满意的减震效果。 相似文献
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为提高装配式结构梁柱节点自复位性能和安装便捷性,基于损伤控制、震后更换和模块化装配的设计理念,提出了一种新型可更换弧形耗能板栓接自复位梁柱节点。建立了焊接节点、螺栓连接节点、狗骨形耗能板自复位节点以及新型可更换弧形耗能板自复位节点的精细化有限元模型,对其静力性能进行对比分析,并研究了所提新型连接节点的钢绞线初始预紧力大小、弧形耗能板的半径和厚度以及耗能板构造形式等参数对节点的承载力、自复位特性和耗能性能影响规律。研究表明：提出的新型节点初始刚度与焊接节点刚度基本相同,最大承载力优于焊接和栓接节点;新型节点的滞回曲线呈“旗帜形”,表现出良好的自复位性能;钢绞线初始预紧力太大会降低节点自复位性能;弧形耗能板的厚度和半径可调控节点承载力、自复位性能以及耗能能力;较狗骨形耗能板,弧形耗能板对自复位节点主体结构有更好的保护作用。 相似文献
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《地震工程与工程振动》2021,41(5)
高强度钢材由于其强度大,变形能力差等原因,将其应用在传统焊接连接中节点虽有较大刚度,但转动能力不足,致使强震下材料的塑性变形很难开展,难以满足高烈度抗震设防区结构的延性需求。基于同步塑性设计理念,对梁翼缘采取"锥型削弱"的改进思路,能有效扩大塑性区屈服面积;结合"板式连接过渡",在提高节点变形和耗能能力的同时,保护柱面梁端焊缝不发生脆性断裂。文中对5个高强钢锥型削弱型节点形式进行了低周往复试验,讨论锥型削弱对节点性能的影响,对比分析了节点的承载力、刚度及延性等关键性能指标。研究结果表明:板式加强与锥型削弱组合节点的塑性变形主要集中在锥型削弱区域,锥型削弱降低了节点的承载力但明显提升了节点的延性,实现塑性铰外移。组合型节点的极限转角均超过0.034 rad,等效粘滞阻尼比大于0.36,分析关键位置处的应变发现,削弱段塑性铰发展不完全,节点的承载力、延性、耗能能力以及转动能力仍有较大的提升潜力。 相似文献
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提出一种双曲型不锈钢管铅阻尼器,阐述了其构造与特点。采用ABAQUS有限元分析软件,对双曲型不锈钢管铅阻尼器和普通钢管铅阻尼器及设过渡段(A类构造)、不设过渡段(B类构造)的双曲型不锈钢管铅阻尼器进行对比分析。结果表明:双曲型不锈钢管铅阻尼器滞回曲线对称、饱满,在小位移下即进入屈服耗能,具有优异且稳定的耗能能力;当阻尼器初始屈服承载力相等时,双曲型不锈钢管铅阻尼器在更小的位移下进入较稳定的耗能状态,提供更大的稳定屈服承载力;A、B类构造的双曲型不锈钢管铅阻尼器均具有优异的力学性能,B类构造可降低不锈钢和铅芯的用量,简化加工工艺,提高其经济性。 相似文献
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提出一种带可更换软钢阻尼器的低损伤自复预制混凝土(LDSCPC)框架节点,并针对该节点在地震作用下的抗震性能、更换阻尼器后的性能恢复等开展足尺试件的拟静力试验。在节点试验基础上,基于ABAQUS精细化有限元模型进行该节点关于螺栓预紧力、水平和竖向耗能条尺寸的参数化分析及优化设计。研究表明,软钢阻尼器LT12的滞回特性和承载能力是最优异的,而LT14是耗能最好的;增加阻尼器耗能条的尺寸和厚度能分别提高LDSCPC框架节点在加载早期和变形较大时的耗能性能。较大的螺栓预紧力能明显提升LDSCPC框架节点的耗能能力,当预紧力为155 kN时,软钢阻尼器几乎达到理想的耗能性能。 相似文献
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基于阻尼填充墙的构造与原理,设计一种以低强度薄层砂浆为阻尼层的摩擦型阻尼填充墙单元(FDIWU)构造方案.通过对三榀砌块类型不同的FDIWU试件进行拟静力试验,研究FDIWU的力学性能.试验结果表明:(1)以低强度薄层砂浆为阻尼层的FDIWU的构造和原理是可行的,能成功实现“砌体单元平动,不破坏”的预期机制和设计目标.(2)以低强度薄层砂浆为阻尼层的FDIWU具有较大的初始刚度;起滑后,刚度明显降低.(3)以低强度薄层砂浆为阻尼层的FDIWU耗能机理明确,耗能能力强.(4)用不同类型砌块砌筑的FDIWU的承载力、刚度、强度退化及变形特性基本相同,耗能性能有差别.用表面较为粗糙的砌块砌筑的FDIWU的耗能能力较强. 相似文献
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提出一种新型的耗能稳定的墙式组合型金属阻尼器,能够提供充足的开放空间与开口需求,提高建筑结构抗震能力的同时增加了建筑物使用舒适度。文中利用通用有限元软件ANSYS研究了其在不同位移幅值下的力学性能,探讨了阻尼器初始刚度与铅块金属厚度的关系,并结合工程实例分析论述了该类型阻尼器的耗能减震效果。非线性时程分析结果表明,该阻尼器小震下可提供较大附加刚度和阻尼,有效减小结构的水平变形的同时改善了结构在地震作用下的内力,大震下滞回曲线饱满,耗能稳定,有效地保护了结构构件。 相似文献