装配铅挤压阻尼器的摇摆-自复位双柱墩抗震性能及设计方法

作     者：石岩 钟正午 秦洪果 韩建平 孙治国 王军文 SHI Yan;ZHONG Zheng-wu;QIN Hong-guo;HAN Jian-ping;SUN Zhi-guo;WANG Jun-wen

作者机构：兰州理工大学土木工程学院甘肃兰州730050 防灾科技学院土木工程学院北京101601 石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2021年第38卷第8期

页      面：166-177,203页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0814[工学-土木工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51908265,51768042) 红柳优秀青年人才资助计划项目(04-061810) 河北省自然科学基金项目(E2019210215) 道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室项目(STKF201904)。 

主　　题：摇摆-自复位双柱墩 铅挤压阻尼器 基于等能量的设计方法 能量修正系数 OpenSees 

摘      要：为发展具有损伤可控和自复位性能桥梁双柱墩,选取铅挤压阻尼器(lead-extrusion dampers, LEDs)为可更换耗能装置,并通过预应力筋提供自恢复力,组成摇摆-自复位(rocking self-centering, RSC)双柱墩体系(RSC-LEDs);通过对其抗震性能的研究,对应发展了一种基于等能量设计流程(equivalent energy-based design procedure, EEDP)的设计方法。首先建立了RSC-LEDs双柱墩的数值分析模型,结合一RSC双柱墩试件的拟静力结果验证了建模方法的正确性。在此基础上,定性分析了阻尼器出力、初始预张拉力、无粘结预应力筋配筋率、上部结构重量及盖梁-墩柱刚度比对RSC-LEDs双柱墩滞回性能的影响。设计了32组不同参数的RSC双柱墩试件开展回归分析,并结合RSC-LEDs双柱墩的力学特性,得到了RSC-LEDs双柱墩等效屈服强度、刚度的半经验计算公式。结合中国公路抗震设计规范和EEDP,提出一种适用于RSC-LEDs双柱墩体系的两阶段抗震设计方法,设计案例分析表明:半经验计算公式可较为准确地估算RSC-LEDs双柱墩的等效刚度及屈服强度;所提出的设计方法可使RSC-LEDs双柱墩达到预期的能力曲线,并实现在E1地震作用下保持弹性,在E2地震作用下LEDs屈服耗能且地震位移需求得到控制的设计目标。