多高层框排架-支撑结构减震设计及试验研究

为了解决多高层框排架-支撑结构存在的抗震能力较弱、出现薄弱层等问题,以某典型多高层框排架-支撑结构为实例,基于防屈曲支撑( buckling-restrained brace, BRB)消能减震技术设计了3种减震方案,并通过有限元软件对原结构及各方案进行了弹塑性分析。分析结果表明：3种方案均可改善层间位移角分布,提高结构抗震性能,其中降刚度方案的经济性及减震效果均较好。按1：10缩尺比例分别设计制作原结构及降刚度方案试验模型,通过静力往复加载试验,验证了减震方案提高结构阻尼比及抗震性能的效果。     

调谐质量型防屈曲支撑TMD构造及动力性能试验研究

借鉴正交试验理论,设计,制作并测试了5个足尺调谐质量型防屈曲支撑试件。影响因素包括工作周期、接触工艺和弹簧布置。其中工作周期3水平,其它因素2水平。重点考察弹簧、接触面摩擦、受力形式等对试件动力性能的影响,以及相关构造条件下BRB的性能表现。试验包括自由振动,常见地震烈度条件下共振试验和静力拉压试验。研究分析了试件频谱特性,动力系数和阻尼比变化规律,拉压滞回性能。试验结果表明,对称弹簧布置的轮式构造试件调谐精度高,TMD特性明显,BRB相关性能指标能够满足行业规定,实现复合减震功能在构造上的"兼顾"。     

基于柔度差曲率矩阵的结构损伤识别方法

柔度是较频率和位移模态更敏感的结构损伤标示量。提出利用结构损伤前、后的柔度矩阵,先后对柔度矩阵差的列、行进行两次差分,求得柔度差曲率矩阵(δFlexibility Curvature Matrix),并以其对角元素作为检测结构损伤指标(δFCMD)的新方法。该方法仅需低阶模态参数即可进行损伤检测,不论对简支梁、悬臂梁、固支梁,或多跨连续梁,单一位置损伤、支撑处损伤、轻微损伤,还是多种损伤共存,均具有损伤定位的能力、并能定性反映损伤程度。通过与已有的柔度差、柔度变化率、均匀荷载面曲率差等柔度指标的数值模拟分析研究,显示了该指标检测损伤的有效性和优越性。     

混凝土管柱排架与小直径管柱防屈曲支撑减震排架抗震性能试验研究

为解决传统空冷凝汽器支架结构抗侧能力弱,抗震能力不足的问题,设计制作了两榀空冷支架结构排架试件,其中一榀为常规直径混凝土双管柱结构试件,另一榀为直径较小的双管柱且增设多段连接防屈曲支撑的结构试件.分别对两榀排架结构试件进行了往复加载试验,对比分析了两榀排架的抗震性能,包括混凝土管柱的开裂与裂缝发展、荷载-排架顶点侧移滞...     

锈损冷弯薄壁卷边槽钢短柱受压承载力试验研究

为研究锈损对冷弯薄壁型钢短柱受压承载性能的影响,设计加工了6个轴压及6个绕强轴偏心受压短柱试件,首先通过拉伸试验,分析了材料力学性能与锈蚀程度间的关系,然后对试件进行承载力试验,分析其破坏模式、极限承载力及变形特征等特性,结果表明:锈损钢材的屈服、抗拉强度、弹性模量及伸长率均随锈蚀程度的增加呈线性下降趋势.锈损未使短柱...     

屈曲约束支撑滞回性能的影响因素

为检验不同连接方式及构造方式对屈曲约束支撑滞回性能的影响,设计了螺栓连接和铰接2种连接方式,"十"字形、"T"形及"一"字形3种芯材截面形式,端部焊接型及中部切削型2种芯材制作方式,沿芯材纵向全长焊接及仅在工作段焊接2种组合方式共7个屈曲约束支撑试件。通过拟静力加载试验,分析了屈曲约束支撑的承载力、割线刚度、耗能系数及延性等变化规律。结果表明:7个试件的滞回曲线饱满稳定、耗能能力强;承载力、耗能系数及延性均随加载位移的增大而增大,割线刚度随加载位移的增大而降低,恢复力模型具有典型的双线性特征;连接方式及构造特性对屈曲约束支撑的滞回性能不产生明显影响,芯材材料性能、宽厚比、间隙与芯材厚度的比值是影响其滞回性能的主要因素。结果表明,两角钢具有协同的工作性能;提高焊接质量、增大限位卡附近过渡圆弧的曲率半径分别是增强两种类型屈曲约束支撑稳定滞回的主要工艺及构造措施。     

防压曲支撑布置方式对多层平面框架抗震性能的影响分析

用SAP2000结构分析软件建立了具有4种防压曲支撑布置方式的7层钢框架平面模型，进行了模态分析、时程分析与推覆分析，对比分析了不同支撑布置方式下结构的内力、变形、支撑内力及内力重分布规律。分析表明，支撑布置方式对防压曲支撑钢框架抗震性能有一定影响。在此基础上，探讨了防压曲支撑布置方式的影响规律，特别是对内力重分布及破坏机制的影响，并据此提出了建议。     

结构反应模拟试验系统

在美国加利福尼亚大学圣迭哥分校(简称UCSD)正在兴建的一个结构反应模拟试验装置(简称SRMD系统),将使结构工程师在使用新型结构构件对大跨桥梁和建筑进行抗震加固时能够进行大型抗震试验.这套装置能够完成隔震支座、阻尼设施以及桥梁固定装置的抗震静、动力实验.加州7座大型桥梁的加固试验研究工作已排上日程.由加州交通局投资在UCSD兴建的造价为1480万美元的SRMD系统于1999年8月完成并试车成功.该系统的主要架构类似一个模拟地震振动台,其主要特点是台子的试验能力强大,可模拟试验对象在结构中的真实工作状态,并能在试验对象上施加重力荷载.如图1所示.     

屈曲约束支撑滞回性能的影响因素

为检验不同连接方式及构造方式对屈曲约束支撑滞回性能的影响，设计了螺栓连接和铰接2种连接方式，“十”字形、“T”形及“一”字形3种芯材截面形式，端部焊接型及中部切削型2种芯材制作方式，沿芯材纵向全长焊接及仅在工作段焊接2种组合方式共7个屈曲约束支撑试件。通过拟静力加载试验，分析了屈曲约束支撑的承载力、割线刚度、耗能系数及延性等变化规律。结果表明：7个试件的滞回曲线饱满稳定、耗能能力强；承载力、耗能系数及延性均随加载位移的增大而增大，割线刚度随加载位移的增大而降低，恢复力模型具有典型的双线性特征；连接方式及构造特性对屈曲约束支撑的滞回性能不产生明显影响，芯材材料性能、宽厚比、间隙与芯材厚度的比值是影响其滞回性能的主要因素。结果表明，两角钢具有协同的工作性能；提高焊接质量、增大限位卡附近过渡圆弧的曲率半径分别是增强两种类型屈曲约束支撑稳定滞回的主要工艺及构造措施。     

钢管混凝土Y形柱抗震性能试验研究

为了检验地铁车站地下大空间结构柱的抗震性能, 对北京市某地铁车站公共设备区地下空间结构使用的单层钢管混凝土Y形柱进行低周反复荷载试验研究, 主要介绍了缩比试件的设计、制作、安装和试验的方案、进行过程及结果, 给出了钢管混凝土Y形柱的水平荷载-位移滞回曲线、骨架曲线、等效刚度曲线和等效阻尼比曲线统计数据, 以及部分主要位置的荷载-应变曲线.试验结果及分析表明:Y形铸钢件、圆形截面钢管混凝土柱、顶板等各部分连接安全可靠, 能够保证整体结构工作性能良好;试件滞回曲线较饱满, 试件等效阻尼比随水平位移的增加而增大, 试件耗能规律稳定, 表明弹塑性变形能力和抗震性能较好.据实测应变推测, 可能的薄弱部分是钢管柱底部、圆钢管与Y形铸钢件连接处和Y形铸钢节点分叉处.