采用自适应刚度原理提升摇摆结构抗震性能的研究

作     者：武大洋 张璐 邢丽丽 

作者机构：青岛理工大学土木工程学院 

出 版 物：《建筑结构》 (Building Structure)

年 卷 期：2023年

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：山东省自然科学基金资助项目(ZR2020QE277) 

主　　题：可恢复功能结构 摇摆结构 自适应刚度机制 负刚度 摇摆机制 耗能机制 

摘      要：摇摆结构作为一种可恢复功能结构体系，采用摇摆、自复位、耗能和可更换等机制将损伤集中在可快速更换的耗能部件，提升结构震后快速恢复能力。由摇摆、自复位和耗能机制协同工作形成的“旗形特征滞回曲线表明摇摆结构可以在耗散地震能量的同时降低残余位移，但这种工作机制在提升震后恢复能力的同时无法有效控制位移和高阶振型效应导致的力响应。为此，在摇摆结构现有工作机制基础上引入自适应刚度机制及其实现装置，通过自适应刚度机制与自复位机制和耗能机制的协同工作提升耗能效率，结合双摇摆节点提升结构位移和力响应的控制效果。通过12个设计样例地震响应参数分析发现：相比于摇摆结构的现有工作机制，采用自适应刚度机制与自复位和耗能机制协同工作的摇摆结构在控制位移和力响应方面具有更好效果；双摇摆节点与自适应刚度机制组合使用的方案提升结构的抗震性能方面更具优势。