设置剪切型消能装置钢柱脚抗震性能的参数分析

作     者：王刚 崔瑶 于新 王岩岩 许肖卓 WANG Gang;CUI Yao;YU Xin;WANG Yan-yan;XU Xiao-zhuo

作者机构：辽宁科技大学土木工程学院鞍山114051 大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024 

出 版 物：《工程力学》 (Engineering Mechanics)

年 卷 期：2022年第39卷第1期

页      面：69-78页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0708[理学-地球物理学] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2017YFC0703605) 中央高校基本业务科研费项目(DUT20JC05) 国家自然科学基金项目(51678106)。 

主　　题：外露式柱脚 剪切型消能装置 有限元分析 参数分析 抗震性能 

摘      要：为研究设置剪切型消能装置钢柱脚的抗震性能,该文采用有限元分析软件ABAQUS对9个柱脚节点模型进行参数分析。首先将试验与有限元计算进行对比分析,验证有限元模型的准确性。利用有效的柱脚节点模型研究了剪切型消能装置截面面积、宽厚比及钢柱轴压比对其抗震性能(承载能力、初始刚度、耗能能力、自复位能力)的影响。研究表明:柱脚的承载力受宽厚比的影响较小;当消能装置削弱段截面面积增大1.1倍时,抗弯承载力可提高36%;当柱脚轴压比变为原来的4倍时,抗弯承载力增大约58%。柱脚节点的耗能能力受钢柱轴压比的影响较小;当消能装置削弱段截面面积变为原来的2.1倍左右,柱脚的耗能提高约79%;当剪切型消能装置宽厚比增大3.1倍时,柱脚节点耗能提高近20%。此外,柱脚的残余变形随消能装置的宽厚比的变化较小,当其削弱段截面面积增大1倍时,柱脚节点的残余位移角增大209%;当钢柱轴压比增大2倍时,柱脚残余位移角减小54%。综上所述,在轴压比恒定时,可增大剪切型消能装置截面面积或增大剪切型消能装置的宽厚比来提升钢柱脚的抗弯承载力和耗能能力。