钢质往复弯曲耗能铰滞回性能试验研究及理论分析

作     者：郑莲琼 颜桂云 魏常贵 马永超 Zheng Lianqiong;Yan Guiyun;Wei Changgui;Ma Yongchao

作者机构：福建工程学院土木工程学院福建福州350118 福建工程学院福建省土木工程新技术与信息化重点实验室福建福州350118 

出 版 物：《土木工程学报》 (China Civil Engineering Journal)

年 卷 期：2020年第53卷第12期

页      面：29-43页

核心收录：

学科分类：1305[艺术学-设计学（可授艺术学、工学学位）] 0501[文学-中国语言文学] 0303[法学-社会学] 0502[文学-外国语言文学] 1301[艺术学-艺术学理论] 0101[哲学-哲学] 08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金(51578152)。 

主　　题：钢质耗能铰 销轴连接 滞回试验 机理分析 简化滞回模型 

摘      要：提出一种销轴连接新型钢质往复弯曲耗能铰,可用于装配式结构预制梁柱连接,并实现梁端耗能和塑性铰外移。对两个该新型耗能铰进行滞回试验,试验结果表明:新型耗能铰整体绕销轴转动,试件的破坏形式为耗能元件受压翼缘屈曲或受拉翼缘断裂;其滞回曲线饱满,能量耗散系数达3.0以上,具有良好的耗能能力,无明显的刚度退化和强度退化;量测完整的耗能铰塑性转角达0.055rad,两个试件的延性系数均大于4.0,均满足规范要求。建立该类耗能铰的有限元模型,对比可得有限元模拟结果与试验结果吻合较好。基于有限元模型对钢质往复弯曲耗能铰开展机理分析和参数分析。结果表明:耗能铰达峰值荷载时,耗能元件中心可达全截面塑性,具有塑性设计要求的转动能力,且在转动过程中承载力不降低;耗能铰削弱程度、耗能铰长度对该类耗能铰的初始刚度、承载力和转动能力有较大的影响,耗能铰削弱范围对滞回曲线影响较小。基于参数分析,给出耗能铰主要构造参数的取值范围,并建议了该类耗能铰的简化滞回模型,简化计算结果和试验结果、有限元计算结果吻合较好。