轴向力对剪切钢板阻尼器抗震性能影响的数值模拟

采用数值模拟的方式,对轴向力作用的剪切钢板阻尼器的抗震性能进行研究,设定5组不同的剪切钢板阻尼器,以探究高宽比和高厚比对阻尼器的影响,同时提出两种轴向自由的新型剪切钢板阻尼器。结果表明:轴向力对阻尼器抗震性能产生不利影响,使腹板更容易发生局部屈曲且屈曲程度更大,有必要做防屈曲措施;当高宽比、高厚比增大时,屈服荷载、极限荷载、初始刚度及屈服后刚度显著降低;当腹板高度保持不变时,增大腹板宽度或厚度,可有效改善阻尼器的抗震性能。

可更换剪切钢板阻尼器偏心支撑框架分析

针对偏心支撑框架体系耗能梁段震后修复难度大、经济性差的问题,提出了采用剪切钢板阻尼器作为可更换耗能梁段的偏心支撑结构体系。采用ABAQUS有限元软件对国外已完成的可更换耗能梁段偏心支撑试验进行结构分析,验证了有限元建模的正确性,分别对不同腹板宽厚比、腹板钢材屈服强度、腹板加劲肋设置情况下的剪切钢板阻尼器K型、D型偏心支撑钢框架进行结构分析,研究了耗能梁段的变形机制、滞回耗能能力以及局部失稳、局部破坏形态。分析结果表明:剪切钢板阻尼器作为耗能梁段是可行的,阻尼器首先发生屈服,起到了主要耗能作用,在实际工程应用中建议剪切钢板阻尼器腹板宽厚比宜小于30,腹板钢材宜采用软钢及低屈服点钢,采用加劲肋来保证阻尼器不发生平面外屈曲。

剪切钢板阻尼器刚度和耗能的参数研究

对使用低屈服点钢腹板的剪切钢板阻尼器进行参数分析,研究包括腹板厚度、翼缘厚度、腹板整体尺寸和腹板高宽比等参数对阻尼器刚度和耗能的影响。为了准确模拟剪切钢板阻尼器在低周反复加载试验时的力学性能,采用Abaqus作为模拟平台,基于金属塑性材料和混合强化法则。分析结果表明:腹板厚度对阻尼器刚度的影响较大;翼缘厚度对刚度的影响较小;高宽比不变时,腹板整体尺寸对刚度的影响较小;腹板宽度不变时,腹板高度对刚度的影响较大。通过这些参数调节阻尼器刚度时,应使腹板柔细比处于合理范围内,以确保阻尼器具有良好的滞回性能。

轴力作用下剪切钢板阻尼器力学性能试验研究

该文通过5个拟静力试验检验了普通型剪切钢板阻尼器和形状优化型剪切钢板阻尼器的力学性能,分析了形状优化以及轴力对阻尼器力学性能的影响。试验结果表明:阻尼器设计公式计算值与试验结果吻合较好;阻尼器的腹板形状经过优化后,极限位移角增加33%,耗能区域由四角转移至中部,应力和应变集中现象得到明显改善,有效降低了夹持连接部位钢板的断裂损伤发生概率;与设计值相比,轴力可提高阻尼器的屈服承载力但使刚度有所下降;基于装配式思想设计的全螺栓连接阻尼器易于更换,较传统焊接的连接方式避免了焊接应力的不利影响,大幅度减少了修复时间与成本。

剪切钢板阻尼器抗震性能研究与工程应用

为研究剪切钢板阻尼器抗震性能及其影响因素,设计不同开孔形式、肢宽和肢高剪切钢板阻尼器,并进行数值模拟分析。对含剪切钢板阻尼器的自复位结构进行分析,研究阻尼器与预应力对自复位结构抗震性能的影响。研究结果表明,与相同肢宽、肢高的长孔和椭圆孔阻尼器相比,菱形孔阻尼器耗能效率最高,且肢高越小,肢宽越大,耗能效率越高;采用剪切钢板阻尼器的自复位结构滞回曲线呈典型的旗帜形特征。

剪切钢板阻尼器的焊接工艺对比分析

近年来剪切钢板阻尼器越来越广泛地运用于各类建筑抗震结构当中,其主要生产工艺以焊接工艺为主,而焊接低周疲劳是焊接工艺学科长期以来研究的一个难点,在剪切钢板阻尼器当中焊缝疲劳失效又是一种最为常见的失效形式。为改善剪切钢板阻尼器的低周疲劳性能,文中以生产加工当中最为常见的二氧化碳气体保护焊为参照,对比分析了激光电弧复合焊运用于剪切钢板阻尼器的可能性。

局部削弱剪切钢板阻尼器力学性能试验研究

在耗能钢板两侧沿厚度方向以长条形、上下两端圆弧过渡进行局部削弱,削弱条带沿钢板宽度方向均匀分布,形成局部削弱剪切钢板阻尼器。设计3种不同规格试件进行拟静力试验,分析了阻尼器的滞回曲线、骨架曲线、等效黏滞阻尼系数、总累计耗能量、强度退化和刚度退化性能指标,并采用ABAQUS有限元软件进行数值模拟分析及参数化分析。结果表明,局部削弱剪切钢板阻尼器滞回曲线饱满,耗能性能稳定,具有较好的后续承载能力;削弱条带处厚度比削弱条带高度对阻尼器耗能性能的影响大,耗能钢板厚度与削弱条带厚度的比值适当增大可以提高阻尼器耗能能力;数值模拟结果与试验结果吻合较好。

折弯翼缘剪切型钢板阻尼器力学特性研究分析

针对目前剪切型钢板阻尼器翼缘根部焊缝处容易断裂问题,本文试验模型采用一种折弯结构形式的翼缘,并提出一套适用于折弯翼缘剪切钢板阻尼器的基本性能参数(弹性刚度、屈服荷载、屈服位移)理论计算式;然后通过Abaqus有限元建模,模拟阻尼器单调加载和滞回受力性能,模拟结果显示腹板应力分布均匀,全截面基本屈服,阻尼器整体稳性良好;最后对设计的阻尼器进行足尺试验,包括阻尼器的基本力学和疲劳性能,基本力学试验中滞回曲线面积饱满,且与模拟滞回曲线吻合度高,试验结果表明阻尼器屈服承载力、屈服位移和弹性刚度的计算值、有限元分析值和试验结果基本吻合,最大误差为5.83%;低周疲劳试验结果表明折弯结构有效解决了翼缘端部的断裂失效问题,提高了阻尼器的抗疲劳性能,且疲劳曲线平滑饱满,重合度高,表明其疲劳稳定性好,耗能能力强。

一种折弯翼缘结构在剪切钢板阻尼器中的应用研究

针对剪切钢板阻尼器翼缘焊接失效问题提出了一种能有效解决该失效形式的阻尼器结构,该结构的特点在于采用折弯结构对翼缘板进行折弯加工再将折弯边与连接板焊接,避开了焊缝动载疲劳的工艺缺点从而提升阻尼器疲劳性能。

轴向效应对剪切钢板连梁阻尼器的性能影响分析

剪切钢板连梁阻尼器在实际工程中受到的轴向效应较为明显,本文将探讨轴向效应对剪切钢板连梁阻尼器力学性能的影响。采用ABAQUS有限元软件对存在轴向效应的剪切钢板连梁阻尼器进行受力分析,结果表明:剪切钢板连梁阻尼器的屈服荷载和初始刚度会随着轴向效应的增大而减小;过大的轴向压力会导致阻尼器轴向失稳,承载力急剧下降;阻尼器的峰值荷载、等效黏滞阻尼系数和屈服后刚度随着轴向压力的增大而减小,随着轴向拉力的增大而增大。轴向位移对剪切钢板连梁阻尼器的初始性能影响较大,阻尼器的屈服荷载和初始刚度随着轴向位移的增大而减小,最大偏差超过了50%;随着剪切钢板连梁阻尼器的水平剪切位移的增大,轴向位移的影响会随之消失,对阻尼器的峰值荷载影响较小。

双拼工字型钢板阻尼器滞回性能试验研究

为解决传统剪切型钢板阻尼器造价高、易出现面外屈曲和连接焊缝撕裂的问题,设计制作了一种双拼工字型钢板阻尼器.该阻尼器由Q235热轧H型钢开斜洞制成的2个槽形钢相背而拼形成,通过槽形钢腹板剪切变形耗能.采用拟静力试验,研究了5个双拼工字型阻尼器试件的滞回性能.结果表明:增加腹板宽度可提高阻尼器的承载和耗能能力,高且窄的开洞形式可提高阻尼器极限位移74.4%;无连接弧板的腹板约束形式可提高延性70%,超强系数至少达到 1.70 .双拼工字型钢板阻尼器能够有效限制耗能腹板的平面外变形,具有稳定的耗能能力,同时可避免焊缝破坏.

双屈服点环形钢板剪切阻尼器力学性能与结构减震特性数值模拟研究

提出一种新型环形钢板剪切阻尼器(DASPSD),主要由上下两块连接板和两个环形金属阻尼器内外同轴套设构成,内、外环设有相应的连接件,该阻尼器具有双阶段工作和双级屈服耗能特性,有利于缓解框架结构的层间变形集中效应。首先,针对不同参数DASPSD开展了精细数值模拟研究,验证了该阻尼器的双阶段工作机制和双级屈服耗能特性,揭示了关键设计参数对DASPSD力学性能的影响规律。其次,基于弹塑性时程分析,明确了DASPSD相比于传统单阶U型阻尼器对于结构最大层间位移角和层间变形集中效应控制的优越性。

剪切型钢板阻尼器在某框架结构抗震加固中的应用

基于ABAQUS对采用剪切型钢板阻尼器加固的某钢筋混凝土框架结构与原结构的抗震性能进行了罕遇地震下的动力弹塑性时程分析对比。分析结果表明,未加固的框架结构最大层间位移角不满足规范要求,可能产生倒塌,增设剪切型钢板阻尼器后可以显著减小层间位移角并满足规范要求,并对基底剪力有一定削弱,提高了结构的抗震性能。分析方法可供类似工程参考。