预制可更换人工塑性铰连接的非线性有限元分析

为提高装配式框架节点的抗震性能,基于仿生学设计,提出一种具有结构“保险丝”功能的可更换人工塑性铰连接构造,设计了9个不同参数的可更换人工塑性铰试件.利用Abaqus软件,对可更换人工塑性铰试件施加低周往复荷载,探究该构造的破坏模式、滞回性能、刚度退化等抗震特性.研究结果表明:可更换人工塑性铰构造的破坏位置主要集中于翼缘屈曲可更换连接板处,破坏模式为翼缘屈曲可更换连接板屈曲变形和抗剪耗能杆的剪切变形破坏;梁端弯矩-层间位移角的滞回曲线饱满,且有螺栓滑移现象,等效黏滞阻尼系数为0.30~0.45,延性系数为3.64~14.00,表现出良好的塑性变形和耗能能力.

预制梁端削弱型钢梁-SRC柱组合节点抗震性能数值分析

为了进一步研究预制梁端削弱型钢梁-钢骨混凝土(steel reinforcement concrete,SRC)柱组合节点的抗震性能,在验证有限元数值模型可靠性的基础上,通过ABAQUS建立了6个梁端削弱构造形式的有限元节点模型,分析不同构造形式对节点滞回性能、弯矩-转角曲线、延性性能及性能退化的影响规律。结果表明:仅梁端翼缘削弱时,对节点耗能性能、承载能力、延性变形以及强度和刚度性能退化影响较小;随着梁端翼缘和腹板同时增加削弱尺寸程度,可显著提高节点耗能能力,最大增幅约为31.25%;承载力总体呈现降低的变化趋势,最大降低仅为7.0%;延性性能提高10.66%;对强度退化性能略有改善。选用翼缘和腹板同时削弱的构造形式,可改善节点的耗能能力和延性性能。

预制装配式可更换人工塑性铰滞回性能分析

为实现装配式框架结构梁柱节点损伤可控及震后快速修复的性能目标,设计一种预制装配式可更换人工塑性铰构造,通过ABAQUS有限元软件建立了12个模型试件并施加低周往复荷载作用,研究了不同抗剪耗能杆直径和材料强度对可更换人工塑性铰破坏形态、承载力及延性耗能等抗震性能指标的影响规律。结果表明:可更换人工塑性铰的屈服耗能主要集中在可更换翼缘连接板和抗剪耗能杆。当可更换人工塑性铰的塑性转角达到0.007 rad时进入屈服阶段,可有效减轻梁柱主要构件的损伤状况。增大抗剪耗能杆直径将改善模型的延性变形和强度退化性能,但对承载能力影响较小。相对于其他材料类型,当抗剪耗能杆选用Q235B材料时,可更换人工塑性铰可获得更好的滞回性能和塑形变形能力。