新型压电摩擦阻尼器力学性能实验研究

基于压电陶瓷材料的压电效应,设计了一种新型的压电摩擦阻尼器,通过施加电压来改变正压力,从而改变摩擦力,实现结构的半主动控制效果。介绍了该阻尼器的设计构造和工作原理;建立了该新型压电摩擦阻尼器的阻尼力模型并推导了所需预紧螺栓的刚度;进行了不同预压力下压电陶瓷致动器的驱动性能实验;并测试了预压力分别在100N、200N下该阻尼器在不施加电压下的被动滞回性能和常电压下的半主动滞回性能。结果表明,该压电陶瓷致动器具有一定的出力性能,且与被动控制系统相结合制成的新型压电摩擦阻尼器性能稳定,具有较好的耗能能力,能够有效地减小地震作用。

方钢管混凝土平面框架的恢复力模型研究

为了研究方钢管混凝土框架的滞回性能,进行了3榀采用穿芯高强螺栓-端板节点的方钢管混凝土柱-钢梁平面框架拟静力试验,分析了轴压比和梁柱线刚度比对框架抗震性能的影响。结果表明:试件的滞回曲线均为饱满的梭形;增大轴压比,可以提高框架的耗能能力,但降低了框架的延性和水平承载力;增大梁柱线刚度比,可以提高框架的水平承载力,但会降低框架的延性和耗能能力。在试验研究基础上,结合理论分析,提出了适用于穿芯高强螺栓-端板节点的方钢管混凝土柱-钢梁平面框架的简化恢复力模型。恢复力模型所得滞回曲线与试验滞回曲线吻合较好。

腹板开孔型节点空间钢框架在低周反复荷载作用下的抗震性能研究

采用ABAQUS有限元分析软件对普通节点和腹板开孔型节点两种不同的节点形式建立三维的空间钢框架模型,进行有限元的模拟。对比分析了两种钢框架模型的破坏形式、承载力、滞回性能、耗能能力、强度及刚度退化性能。研究表明,腹板开孔型节点可使梁端塑性铰外移至梁端腹板开孔处,避免梁端焊缝处应力集中导致发生脆性破坏,增加了结构延性,但同时会降低结构承载能力;腹板开孔型节点等效粘滞阻尼系数与普通钢框架相比有明显的提高,进入屈服阶段后由于应力重分布,其刚度及承载力退化速度较普通节点钢框架较慢,腹板开孔型节点钢框架具有梁铰延性破坏机制,抗震性能较好。研究内容可为腹板开孔型节点在空间钢框架的应用和理论分析提供参考。

局部圆钢管约束钢筋混凝土桥墩力学性能有限元分析

基于ABAQUS混凝土损伤塑性模型,建立了钢筋混凝土桥墩、局部外包圆管约束钢筋混凝土桥墩和局部内置钢管钢筋混凝土桥墩的有限元计算模型,并对其进行了低周反复荷载试验下全过程的非线性有限元分析,得到了相应的滞回曲线、骨架曲线及等效刚度退化曲线。分析表明与钢筋混凝土高桥墩相比局部约束钢管钢筋混凝土高桥墩具有更好的延性性能,为桥墩的延性抗震设计提供一种备选方案。