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自复位预制框架边节点组件受力性能试验研究

工程力学 2014年第3期31卷 160-167页

作者：蔡小宁孟少平孙巍巍淮海工学院土木工程学院江苏连云港222005 东南大学混凝土&预应力混凝土教育部结构重点实验室江苏南京210096 南京理工大学土木工程系江苏南京210094

基于可恢复功能结构的理念,提出新型自复位预应力预制节点(PTED节点),该节点通过预应力筋和高强摩擦螺栓将预制梁、柱和耗能角钢拼接在一起形成节点,预应力筋、梁、柱和耗能角钢可看作节点的组件。为了研究节点组件对节点受力性能的影响... 详细信息

基于可恢复功能结构的理念,提出新型自复位预应力预制节点(PTED节点),该节点通过预应力筋和高强摩擦螺栓将预制梁、柱和耗能角钢拼接在一起形成节点,预应力筋、梁、柱和耗能角钢可看作节点的组件。为了研究节点组件对节点受力性能的影响,进行了系列的低周往复加载试验,首先对PTED边节点进行试验,研究PTED节点整体的抗震性能,然后用新角钢更换受损的角钢,重新对其进行低周往复加载,探讨更换受损角钢后节点的抗震能力,然后分别试验研究了预应力筋和角钢对节点的受力性能的贡献。试验结果表明PTED节点是PT节点与ED节点的组合,节点在具有较好的自复位能力的同时,还具有较好的耗能能力。节点层间位移角加载到4%时,梁、柱及预应力筋基本保持弹性,可重复使用;节点损伤主要集中在角钢上,更换受损角钢后,节点的抗震能力基本等同于未受损的节点。

关键词：自复位角钢预应力组件抗震性能

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自复位钢木混合剪力墙:抗侧力性能试验研究与自复位机理参数分析

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土木工程学报 2021年第8期54卷 14-23页

作者：李征陈飞何敏娟何桂荣同济大学土木工程学院上海200092 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司上海200092

该文提出一种新型自复位钢木混合剪力墙体系,其由自复位钢框架、轻型木剪力墙及滑动摩擦型阻尼器组成。通过往复加载试验研究了自复位钢木混合剪力墙体系的抗侧力性能、破坏模式、剪力在钢框架与木剪力墙中的分配规律以及钢绞线内力变... 详细信息

该文提出一种新型自复位钢木混合剪力墙体系,其由自复位钢框架、轻型木剪力墙及滑动摩擦型阻尼器组成。通过往复加载试验研究了自复位钢木混合剪力墙体系的抗侧力性能、破坏模式、剪力在钢框架与木剪力墙中的分配规律以及钢绞线内力变化规律。在此基础上,基于OpenSEES平台建立了自复位钢木混合剪力墙的数值模型,并通过试验数据验证了模型的准确性。利用该数值模型进行体系关键参数分析,研究了不同参数设置下自复位钢木混合剪力墙的自复位性能。分析参数选为阻尼器激发力水平及体系初始预应力水平。结果表明:自复位钢木混合剪力墙体系的滞回曲线呈“旗帜型”,自复位性能良好,大位移下阻尼器锁定可带来体系强度与刚度的二次提升;试验中,阻尼器长圆孔设置较长可有效减轻木剪力墙中损伤。参数分析结果显示,阻尼器激发力水平的提高会降低体系的自复位性能,相同阻尼器激发力水平下,体系初始预应力水平的提高不会持续提高体系的自复位性能;根据参数分析结果,给出了自复位钢木混合剪力墙体系中阻尼器激发力与体系初始预应力水平选取的建议公式。

关键词：钢木混合结构自复位摩擦型阻尼器往复加载试验数值模拟

自复位装配式RC框架结构基于能量平衡的抗震塑性设计方法

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建筑结构学报 2024年第6期45卷 192-202页

作者：马立成史庆轩王秋维王朋王斌西安建筑科技大学土木工程学院陕西西安710055 西安建筑科技大学结构工程与抗震教育部重点实验室陕西西安710055

为了解决装配式混凝土框架结构节点连接薄弱、损伤机制不可控、耗能能力不足、震后难以修复等问题,针对带有可控塑性铰(CPH)的自复位装配式混凝土框架结构(SC-PRCF),基于能量平衡的抗震设计理念,考虑自复位结构体系滞回行为与理想弹塑... 详细信息

为了解决装配式混凝土框架结构节点连接薄弱、损伤机制不可控、耗能能力不足、震后难以修复等问题,针对带有可控塑性铰(CPH)的自复位装配式混凝土框架结构(SC-PRCF),基于能量平衡的抗震设计理念,考虑自复位结构体系滞回行为与理想弹塑性结构体系的差异,以及结构上部楼层塑性发展不充分等因素,参照可恢复功能防震结构的四水准抗震设防目标,提出了SC-PRCF结构抗震塑性设计方法。并设计了一榀7层SC-PRCF结构,同时按照GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》设计了一榀7层现浇混凝土框架(RCF)结构作为对比。通过动力弹塑性分析,验证了抗震塑性设计方法的有效性和SC-PRCF结构性能的优越性。研究结果表明:按照抗震塑性设计方法可使SC-PRCF结构满足“小震及中震不坏、大震可修复、可更换、巨震不倒塌”的抗震设防目标,同时可获得“强柱弱梁”的破坏模式,实现了渐进屈服耗能,使全楼层均能参与能量耗散,且能延长失效路径,避免出现薄弱层。

关键词：装配式混凝土框架结构自复位可控塑性铰塑性设计抗震性能残余变形

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自复位钢筋混凝土框架结构振动台试验研究

建筑结构学报 2014年第1期35卷 19-26页

作者：吕西林崔晔刘兢兢同济大学土木工程防灾国家重点实验室上海200092

为研究自复位钢筋混凝土框架结构的整体抗震性能,设计了一个比例为1/2的两层自复位钢筋混凝土框架结构,通过放松结构与基础间的约束和梁柱间的约束,结构在地震作用下发生摇摆,通过预应力使结构复位,实现自复位效果。通过振动台试验,研... 详细信息

为研究自复位钢筋混凝土框架结构的整体抗震性能,设计了一个比例为1/2的两层自复位钢筋混凝土框架结构,通过放松结构与基础间的约束和梁柱间的约束,结构在地震作用下发生摇摆,通过预应力使结构复位,实现自复位效果。通过振动台试验,研究了试验中模型结构在各级水准地震作用下的动力特性、加速度反应、位移反应和节点局部反应,描述了模型结构的破坏位置及过程,分析了模型结构的自复位能力。试验研究表明:自复位钢筋混凝土框架结构具有良好的抗震性能和自复位能力;结构在大震作用下有较好的延性和变形能力,震后基本无残余变形。

关键词：钢筋混凝土框架结构自复位振动台试验抗震性能

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自复位桥梁墩柱结构抗震性能试验研究与分析

工程力学 2012年第A1期29卷 29-34,45页

作者：郭佳辛克贵何铭华虎良清华大学土木工程系北京100084 土木工程安全与耐久教育部重点实验室北京100084

自复位桥梁墩柱结构通过将无粘结预应力钢筋与耗能钢筋有效结合成整体受力,很好地改善传统桥墩在横向地震荷载过后具有较大不易恢复残余变形的特点,并且同时保证足够的耗能能力。该文阐述了自复位桥梁墩柱结构的基本力学特点,并以自复... 详细信息

自复位桥梁墩柱结构通过将无粘结预应力钢筋与耗能钢筋有效结合成整体受力,很好地改善传统桥墩在横向地震荷载过后具有较大不易恢复残余变形的特点,并且同时保证足够的耗能能力。该文阐述了自复位桥梁墩柱结构的基本力学特点,并以自复位桥梁墩柱结构拟静力试验为参照,考虑桥墩弯曲变形、耗能钢筋无粘结长度以及底部混凝土与钢筋应变差产生的滑移效应,提出了自复位节结构力学分析模型以及有限元模型,并根据混凝土应力简化的不同程度,应用等效矩形应力图法和平截面假定法两种方法求解混凝土压力,从而把握整个结构体系受力特征。此外,该文研究了自复位刚度转换特征,揭示其隔振本质,为结构设计提供参考依据。

关键词：自复位耗能钢筋无粘结预应力钢筋残余变形刚度转换

自复位放大位移型SMA阻尼器优化设计方法研究

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工程力学 2019年第6期36卷 202-210页

作者：黄宙李宏男付兴大连理工大学建设工程学部沈阳建筑大学土木工程学院

该文利用形状记忆合金(SMA)的超弹特性提出了一种新型自复位放大位移型SMA阻尼器(re-centering deformation-amplifiedSMAdamper,RDASD)。该阻尼器可将位移变形根据实际工程需要进行放大,通过限制放大以后的位移充分发挥SMA材料的耗能... 详细信息

该文利用形状记忆合金(SMA)的超弹特性提出了一种新型自复位放大位移型SMA阻尼器(re-centering deformation-amplifiedSMAdamper,RDASD)。该阻尼器可将位移变形根据实际工程需要进行放大,通过限制放大以后的位移充分发挥SMA材料的耗能能力。首先建立了该阻尼器的恢复力模型,并通过试验进行了验证。基于SMA材料的旗帜型恢复力模型,分析了预变形、超弹性拉伸位移、刚度和长度四个参数对该阻尼器耗能系数的影响规律。为实现最佳耗能和减震控制效果,提出了该阻尼器的设计准则和性能优化方法。最后以某三层钢框架结构为例,分析了有控和无控两种工况下结构在地震动作用下的动力响应,验证了该阻尼器的减震效果。

关键词：结构振动控制形状记忆合金(SMA) 恢复力模型自复位耗能系数

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自复位摩擦耗能支座减隔震机理及试验研究

振动与冲击 2021年第23期40卷 83-90页

作者：方蓉康路明张文学尹小溪赵汗青北京工业大学城市建设学部北京100124 中国航空国际建设投资有限公司北京100120 中国建筑设计研究院有限公司北京100044 中铁工程设计咨询有限公司北京100055

提出了一种应用于连续梁桥固定墩顶的新型自复位摩擦耗能支座,该支座竖向支承和纵向功能构件相互独立分离,自复位和摩擦耗能功能分别由复位弹簧和缠绕索完成。对该支座的本构模型进行理论分析,研究其各构件的力-位移关系,并讨论其日常... 详细信息

提出了一种应用于连续梁桥固定墩顶的新型自复位摩擦耗能支座,该支座竖向支承和纵向功能构件相互独立分离,自复位和摩擦耗能功能分别由复位弹簧和缠绕索完成。对该支座的本构模型进行理论分析,研究其各构件的力-位移关系,并讨论其日常使用和地震来临时的工作状态。设计并制作了缩尺比例为1∶30连续梁桥模型和自复位摩擦耗能支座模型,并进行振动台加载试验,对比研究了传统连续梁桥模型和自复位摩擦耗能支座连续梁桥模型的墩底弯矩响应、梁端位移响应以及梁体自复位效果。结果表明,自复位摩擦耗能支座本构关系明确、传力路径清晰,其应用在连续梁桥时墩底弯矩减震效果优秀,梁端位移减震效果较好,在震后表现出良好的自复位效果。所提出的自复位摩擦耗能支座为今后桥梁支座减隔震领域提供了新的思路。

关键词：桥梁抗震振动台试验自复位耗能装置

自复位钢框架-蝴蝶形钢板剪力墙体系两层结构抗震试验研究

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振动与冲击 2020年第14期39卷 214-223,241页

作者：孙玉康李启才张萍丁志昌王伟苏州科技大学江苏省结构工程重点实验室江苏苏州215011

为了研究蝴蝶形钢板剪力墙-自复位结构体系的抗震性能,对7个两层单跨1/2缩尺蝴蝶形钢板的自复位钢框架试件进行了低周反复荷载试验。根据试验结果着重分析了蝴蝶形钢板的高厚比、高宽比和蝴蝶杆层数以及试件的初始预应力等参数对试件的... 详细信息

为了研究蝴蝶形钢板剪力墙-自复位结构体系的抗震性能,对7个两层单跨1/2缩尺蝴蝶形钢板的自复位钢框架试件进行了低周反复荷载试验。根据试验结果着重分析了蝴蝶形钢板的高厚比、高宽比和蝴蝶杆层数以及试件的初始预应力等参数对试件的承载力、滞回性能、耗能能力和复位效果等性能的影响。试验结果表明:随着钢板的高厚比和高宽比的减小,试件的承载力和耗能能力增大,但残余变形随着高厚比减小而增加,且几乎不受高宽比的影响;蝴蝶杆层数越多,试件的承载力和残余变形越大,前期耗能越迅速,但最终耗能量相同;初始预应力越大,试件的承载力越大,耗能能力越弱,残余变形越小。

关键词：自复位抗震性能蝴蝶形钢板剪力墙滞回性能残余变形

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自复位钢框架节点有限元模拟及参数分析

建筑结构学报 2011年第3期32卷 35-42页

作者：潘振华潘鹏叶列平邱法维清华大学土木工程安全与耐久教育部重点试验室北京100084

研究了一种具有自复位能力的钢框架节点的力学性能。该节点在梁柱间通过角钢栓接,并沿梁长布置高强预应力钢绞线。通过对钢绞线施加预应力将梁柱压紧,使节点具备足够的抗弯刚度以满足正常使用情况下的功能性要求,钢绞线同时提供回复力,... 详细信息

研究了一种具有自复位能力的钢框架节点的力学性能。该节点在梁柱间通过角钢栓接,并沿梁长布置高强预应力钢绞线。通过对钢绞线施加预应力将梁柱压紧,使节点具备足够的抗弯刚度以满足正常使用情况下的功能性要求,钢绞线同时提供回复力,使节点在地震后具有自复位能力。采用通用有限元分析软件Abaqus 6.9建立节点模型,对9个足尺钢框架边节点进行了循环加载以模拟节点的复位能力。考察的参数有:初始预应力值、角钢厚度、预应力钢绞线距离及数量。研究表明:通过合理参数设计,这类节点的初始刚度与焊接节点相当,在层间位移角达到5%的情况下,主体结构梁和柱仍保持弹性,角钢则进入塑性状态以耗散能量;地震作用后,节点可以回复到其初始位置。由于主体结构没有破坏,且节点在预应力钢绞线作用下自动回复原位,故震后仅需更换角钢便可使节点恢复至无损状态。

关键词：钢框架节点角钢有限元分析预应力自复位