刹车片型摩擦消能器的单轴力学性能试验研究

对采用刹车片作为摩擦材料的摩擦消能器进行单轴往复加载试验,考虑摩擦界面的面压、加载速率等因素对摩擦阻尼器力学性能的影响。在摩擦消能器中,采用高强螺栓与碟形弹簧串联为摩擦界面施加正压力,以减小温度应力等因素对消能器性能的影响。同样参数的试验重复三次,以观察消能器性能的离散性。试验结果表明,该摩擦界面具有可靠的滞回耗能能力,摩擦力相对比较稳定。但在试验中,摩擦界面的面压存在逐步下降的趋势,且下降的幅度与初始面压的大小有关。此外,与静力加载相比,动力加载条件下消能器表现出更小的动摩擦系数。采用通过静力加载得到的摩擦系数进行消能器设计,可能得到偏于不安全的结果。

摩擦消能器温度依存性试验研究

摩擦消能器通过摩擦生热耗散能量,但摩擦材料温度的升高可能引起摩擦系数改变,导致消能器的恢复力出现明显变化,故针对摩擦消能器的温度依存性展开了研究。设计并制作了典型的摩擦消能器,通过试验考察了不同面压的摩擦消能器在不同加载频率的外荷载下的滞回性能,试验中也观测了摩擦材料温度的变化情况。试验结果表明,随着加载的进行,摩擦材料温度有所升高。随着加载频率和面压的增加,摩擦材料的升温速率有所提高。根据大量试验数据,考察了加载频率和面压对于升温速度的影响,提出了温度-恢复力的计算公式,并拟合分析得到公式中的关键参数。通过两组附加试验,证明该公式具有良好的精度。

不锈钢复合芯板剪切型摩擦消能器试验研究

为了解决传统摩擦消能器性能不稳定、价格昂贵等问题,研发了一种以双面不锈钢复合钢板为芯板的剪切型摩擦消能器。该消能器由复合钢板的不锈钢复层与石棉摩擦片组成耗能摩擦副,通过碟形弹簧和预压螺栓调节滑动摩擦面承受的面压力。提出了消能器极限位移、极限荷载和面压力等试验关键指标的计算方法。对3个消能器进行低周往复加载试验,考察其滞回曲线、耗能能力、极限破坏特征及疲劳性能。结果表明:采用不锈钢复合芯板的剪切型摩擦消能器构造合理,滞回性能稳定,耗能能力良好,抗疲劳性能优异。设计位移幅值下累积加载90次,消能器承载力不下降,滞回性能稳定。低周疲劳作用下芯板不同材质复合界面性能可靠,不锈钢复合板可用作摩擦消能器的芯板。

组合消能减震技术在工程项目中的应用与研究

随着消能减震技术发展日趋成熟,基于结构性能需求的各种消能器产品应运而生。目前建筑市场应用较广泛的消能器主要包括位移型和速度型两种。根据项目应用实际情况,大部分减震项目使用的消能器类型单一,未能结合不同结构体系的特点、需求及限制进行消能减震机理及效率研究,且经济性一般。在设计日趋精细化形势下,提出基于结构性能需求的组合消能减震技术,即针对不同结构体系、不同楼层等根据性能需求“量身定制”相应类型的消能器,以最大程度发挥不同类型消能器减震效率及共同作用的一种组合减震技术。两个不同工程实例的研究结果表明:相比传统单一消能器方案,组合消能减震技术可根据结构特点及性能需求,为不同阶段及设计水准下的结构提供附加刚度及附加阻尼,“量身定制”消能器减震机理明确且减震效率、经济性均较好。

考虑面外变形的装配式塑性铰支剪力墙抗震性能试验研究

塑性铰支墙可用于替代传统RC剪力墙的底部加强区域,形成稳定的墙底塑性耗能区。通过设置只承担水平剪力和竖向荷载的抗剪组件和只承担弯矩的抗弯组件实现剪力墙弯剪解耦设计的目的。该文在已提出基于"弯剪分离"思想的塑性铰支墙的基础上展开了考虑面外变形的装配式塑性铰支墙体的抗震性能试验研究。该文介绍了两片1/3缩尺的墙体试件的拟静力试验,两个试件分别采用装配式混凝土剪力墙和装配式钢板剪力墙。试验结果表明:该文提出的装配式塑性铰支墙的连接方式是合理有效的,且该墙体试件在存在面外变形的情况下仍具有良好的抗震性能。

雄安启动区某幼儿园北侧活动室减震设计

雄安启动区某幼儿园北侧活动室主体结构形式为框架结构,采用墙式连接摩擦型消能器减震。文章介绍了摩擦型消能器的技术特点、布置原则,以及采用YJK和Sausage-Zeta进行弹塑性减震分析的设计过程,研究成果可为同行进行类似减震设计提供参考。