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分阶段耗能自复位节点抗震性能研究

杨静雯  
【摘要】:自复位结构具有震后可恢复功能,通过在装配式节点上附加自复位机制和耗能机制实现。本文在设计自复位节点时,结合已有的自复位机制,提出了一种分阶段耗能机制,该耗能机制通过一种新型的分阶段耗能阻尼器实现。论文的主要工作如下:(1)提出了一种分阶段耗能阻尼器,通过合理布置阻尼器中耗能板的位置,实现阻尼器分阶段屈服耗能的目标。首先对阻尼器中单个耗能板的受力性能展开理论研究,推导耗能板受剪时相关力学性能参数的计算公式。在此基础上,提出分阶段耗能阻尼器的恢复力模型。利用有限元软件,分析阻尼器工作时耗能板的宽度与厚度对其力学性能的影响。选择合理的耗能板尺寸,设计了四个耗能板数量、布置方式不同的阻尼器,进行单调加载和往复加载数值模拟,验证阻尼器的耗能特点,分析不同参数对阻尼器耗能能力的影响。(2)对装有分阶段耗能阻尼器的自复位节点进行不同阶段受力性能的理论分析。结合结构力学相关理论公式,计算梁端位移的变形量。根据梁、柱接触面处的受力平衡,结合分阶段耗能阻尼器的的耗能特点,推导节点在正常使用阶段、小震阶段、中震阶段、大震阶段的荷载与位移的关系,提出分阶段耗能自复位节点的恢复力模型。(3)对分阶段耗能自复位节点进行抗震性能参数分析。利用有限元软件ABAQUS建立七个节点试件模型,对试件进行低周往复荷载作用下的数值模拟,得到其滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、刚度退化和残余变形,分析预应力筋间距、预应力筋数量、阻尼器耗能板材质等不同参数对节点试件抗震性能的影响,分析结果显示,该节点的残余变形较小,自复位能力较好,具有一定的耗能能力,能够实现分阶段耗能。


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