用于自复位支撑的槽孔摩擦板耗能器力学性能试验研究

为研究不同槽孔尺寸、摩擦板材料、垫片种类对自复位支撑中槽孔摩擦板耗能器力学性能的影响,对12组试件进行了低周往复试验研究.结果表明:相对标准孔钢摩擦板-槽孔钢摩擦板和标准孔碳纤维摩擦板-槽孔钢摩擦板,标准孔黄铜摩擦板-槽孔钢摩擦板组合耗能最稳定,适合工程应用;不同槽孔尺寸的槽孔摩擦板耗能器承载力相差不大,最大差值仅为2.27%;加载过程中高强螺栓预紧力平均损失为3.7%,摩擦系数平均损失为2.16%;槽孔摩擦板耗能器承载力(即稳定滑动摩擦力均值)与理论摩擦承载力比值为92.01%;碟形垫片可通过回弹适当减小摩擦力损失,建议工程中使用.给出了槽孔摩擦板耗能器用于自复位支撑时,其承载力计算公式,为工程实际应用提供参考.

密缀板耗能格构柱加固既有框架结构的简化分析及工程应用

为了解决既有建筑抗震加固施工过程中使用功能被中断的问题,基于摇摆结构的相关原理,提出一种密缀板耗能格构柱,其密集缀板采用低屈服点钢材的窄翼缘小截面钢梁,而2个柱肢是高屈服点钢材内部灌注高标号补偿收缩混凝土的钢管柱。首先,基于既有钢筋混凝土框架附加弯剪型子结构的方法,建立考虑附加子结构柱底弹性水平约束和弹性转动约束的微分方程,并利用参数取值的变化进行理论研究;然后,为了验证密缀板耗能格构柱对既有钢筋混凝土框架抗震的有利作用,将其应用于既有钢筋混凝土框架分别进行多遇地震和罕遇地震作用下的分析。研究结果表明:多遇地震作用下密缀板耗能格构柱可提供适当的刚度,使得既有钢筋混凝土框架结构的刚度有所提高;罕遇地震作用下,密缀板耗能格构柱能够改善既有钢筋混凝土框架的变形形态和受力状态,使其损伤分布更加均匀,残余变形显著降低。密缀板耗能格构柱在地震作用下屈服耗能,发挥了消能减震作用。

钢框架中剪切板耗能器的减震性能研究

本文旨在分析剪切屈服板耗能器在高层钢框架中的减震性能,先介绍剪切屈服板耗能器的构造、滞回曲线和在ETABS中模拟耗能器的方法,用有限元软件ETABS建立一个18层钢框架的计算模型,输入EI-Centro波,对比原结构和A型结构顶层Y向水平位移、顶层水平速度、顶层水平加速度和层间位移角。结果表明,剪切屈服板耗能器的减震效果非常显著。

BRS板耗能部分自复位连接PEC柱(强轴)-钢梁组合框架层间抗震机理模拟分析

为了研究BRS板耗能部分自复位连接新型PEC柱-钢梁组合框架结构层间抗震机理,以试验试件为基本试件,考虑T形件螺栓连接方式、T形件前排螺栓长圆孔长度和预拉杆预应力值3个设计参数,衍生设计了4个模型试件,并采用ABAQUS有限元软件对其进行了低周往复荷载下抗震机理的数值模拟。根据模拟结果,得到了试件多条滞回曲线和相应应力云图,对试件承载能力、自复位功效、耗能能力和部分自复位连接传力机理进行了分析。研究结果表明:BRS耗能板T形件与PEC柱设置单边螺栓连接,T形件翼缘的面外翘曲明显,相应延缓了BRS板的耗能发展进程; T形件前排螺栓长圆孔长度取值决定BRS耗能板的耗能能力的发挥和实现连接转化承压型模式的设计预定目标;预拉杆预应力增大使得结构的残余变形减小,具有良好的自复位功效;所有试件在加载超过框架结构设防烈度地震层间侧移角限值0.02 rad时,试件层间侧移角与连接转角残余值均基本满足自复位结构残余侧移角限值0.005 rad的要求,试件具有良好的自复位功效和抗倒塌性能。

新型卷边PEC柱BRS板耗能部分自复位连接——钢梁组合框架层间抗震性能分析

为了研究新型卷边PEC柱BRS板部分自复位连接组合框架结构层间抗震机理,以试件T形件上下翼缘均固定于PEC柱为基本试件,考虑BRS板宽度、预拉杆尺寸和竖向力3个设计参数,设计另3个对比模型试件,并采用ABAQUS有限元软件对其施加低周往复荷载以模拟其抗震机理。通过模拟结果及数据分析,得到各试件往复荷载下的滞回曲线、残余位移曲线、耗能曲线及应力云图,对试件承载能力、自复位功效、耗能能力和部分自复位连接传力机理进行了分析。研究结果显示:BRS板宽度的增大有效加强结构耗能功效,却相应减弱结构自复位性能;预拉杆长度的增加促使结构残余变形增大,削弱了结构自复位功效;竖向力的设置能够有效降低结构侧移小于0.02 rad下残余变形,结构侧移超过0.02 rad,竖向力加剧结构残余位移,降低结构自复位性能;所有试件在加载超过框架结构中震层间侧移角限值0.02 rad,试件层间侧移角与连接转角残余值均基本满足自复位结构残余侧移角限值0.005 rad的要求,试件具有良好的自复位功效和抗倒塌性能。

基于新型耗能板提升钢框架节点抗震和抗连续倒塌能力

针对全焊节点在地震和连续倒塌条件下有限的抗倒塌能力,该文基于新型耗能板对其进行改进提升。首先通过试验、数值模拟和理论分析相结合的方法揭示了新型耗能板在单调荷载和循环荷载作用下的力学性能;进而通过新型耗能板与节点在地震作用和连续倒塌条件下的协同作用,给出了新型耗能板节点的设计方法。结果表明:新型耗能板在单调和循环荷载作用下的力学性能不同,在单调荷载作用下表现为受拉破坏,在循环荷载作用下表现为剪切破坏;通过算例分析表明,新型耗能板节点的抗震与抗连续倒塌设计方法是合理的;新型耗能板全焊节点在地震和连续倒塌条件下主要经历双塑性区域形成阶段和硬化阶段,其中新型耗能板全焊节点的抗震和抗连续倒塌性能的差异主要体现在硬化阶段;新型耗能板的增加可同时有效提高全焊节点在地震和连续倒塌条件下的承载力、变形和耗能能力。

可更换耗能板自复位梁柱节点静力性能研究

为提高装配式结构梁柱节点自复位性能和安装便捷性,基于损伤控制、震后更换和模块化装配的设计理念,提出了一种新型可更换弧形耗能板栓接自复位梁柱节点。建立了焊接节点、螺栓连接节点、狗骨形耗能板自复位节点以及新型可更换弧形耗能板自复位节点的精细化有限元模型,对其静力性能进行对比分析,并研究了所提新型连接节点的钢绞线初始预紧力大小、弧形耗能板的半径和厚度以及耗能板构造形式等参数对节点的承载力、自复位特性和耗能性能影响规律。研究表明:提出的新型节点初始刚度与焊接节点刚度基本相同,最大承载力优于焊接和栓接节点;新型节点的滞回曲线呈“旗帜形”,表现出良好的自复位性能;钢绞线初始预紧力太大会降低节点自复位性能;弧形耗能板的厚度和半径可调控节点承载力、自复位性能以及耗能能力;较狗骨形耗能板,弧形耗能板对自复位节点主体结构有更好的保护作用。

HDR支座配合剪切耗能板的碰撞效应研究

我国中小跨径的梁桥,较多采用的是普通板式橡胶支座,在地震作用下容易出现滑动或脱空现象,造成梁体很大的侧向位移。为了限制梁体的横向位移,横向多设置抗震挡块,地震作用下抗震挡块受到横向碰撞,造成墩柱受力更加不利。剪切耗能板利用自身的剪切变形,具有很强的滞回耗能能力,在房建领域已经得到广泛的应用,且震后更换较为方便。文章为寻求剪切耗能板、HDR隔震支座、抗震挡块之间的协同作用,以一座4跨连续小箱梁为工程背景,利用ANSYS有限元计算软件,通过对比HDR支座不考虑碰撞、HDR支座横向仅设置抗震挡块、普通板式橡胶支座横向设置剪切耗能板与抗震挡块、HDR支座横向设置剪切耗能板与抗震挡块四种工况下结构响应差异,得出HDR支座配合剪切耗能板在不显著增大下部结构的内力情况下,可以很好的控制墩梁相对位移,减小桥梁震害。

内藏X形软钢板铅复合耗能器的试验研究

遵循“综合利用不同耗能原理或机制来设计新型耗能减震器”思想,研制了内藏X形软钢板铅复合耗能器,并对三种不同构造方式的软钢铅复合耗能器以及一种软钢组合耗能器进行了循环加载的对比试验,分析了这四种耗能器的工作性能与耗能性能,揭示了耗能机制。研究结果表明:内藏X 形软钢板铅复合耗能器具有初始刚度较大、极限承载力较高、变形能力与耗能性能良好的特点。因为这种耗能器造价低廉、构造简单、安装方便,有一定的应用价值。

带开槽耗能板的自复位方钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能试验研究

针对自复位节点复位阶段抗力大的问题,提出了带开槽耗能板的自复位方钢管混凝土柱-钢梁节点。为研究节点的抗震性能和自复位性能,对5个足尺梁柱节点试件进行低周往复荷载试验,对其受力性能进行理论分析,建立节点的恢复力模型。结果表明:带开槽耗能板的自复位节点具有良好的耗能能力、承载能力和自复位性能,滞回曲线呈典型的“双旗帜”形。4.00%位移角时节点残余变形较小,除耗能板外其余部件均保持弹性,震后更换耗能板即可快速修复。节点的自复位性能随耗能板单个板条宽度的增大而降低,耗能能力随单个板条宽度的增大而提高;耗能板厚度和宽度越大,节点的耗能能力和承载力越强,自复位能力越弱;钢绞线初始预应力对节点的承载力、初始刚度和自复位能力均有显著影响,但对节点耗能能力影响很小。恢复力模型与试验结果吻合较好。

密缀板耗能格构柱加固既有框架结构的实例分析及理论研究

新型户外加固方式是一种经济实用的加固措施,其相较于传统加固方式最大的优势是不入户,少扰民,既有建筑的使用功能几乎不受干扰,因此该种加固形式具有广阔的应用前景和巨大的发展空间。基于新型户外加固的思想,提出了一种密缀板耗能格构柱,结合实际工程将其应用在既有框架结构的抗震加固中。首先对一个五层的既有框架结构进行了多遇地震作用下的初步试算,计算结果不能满足现行抗震规范的相关要求。由于该建筑物是一栋医院门诊楼不便于停止营业,因此决定在室外采用密缀板耗能格构柱对其进行抗震加固。采用密缀板耗能格构柱加固后的结构,其多遇地震下的计算结果可以满足现行抗震规范的相关要求。为进一步验证加固效果,对加固后的整体结构进行了罕遇地震作用下的动力弹塑性时程分析。结果表明:密缀板耗能格构柱能够改善既有框架的变形形态和受力状态,使得既有框架结构的损伤分布更加均匀;既有框架结构的残余变形显著降低。密缀板耗能格构柱的缀板在地震作用下屈服耗能,起到了保护既有框架结构的作用。受上述罕遇地震计算结果的启发,采用简化的两自由度连体结构模型,进行了理论分析,结果表明,在两子结构之间附加消能减震装置,能显著减小主结构的地震反应,这充分佐证了本文方法的合理性。

一种低功耗智能孔板流量积算仪的设计

本文讨论了一种基于MSP430单片机的天然气标准孔板智能流量积算仪的软、硬件设计,并论述了仪表的低功耗设计思路。在设计中不仅满足了计量精度的要求,同时也具有功耗低、功能齐全、人机界面友好的优点。

不同厚度有耗左手材料板中的电磁波研究(英文)

基于有损耗的Lorentz模型的时域有限差分(FDTD)方法,模拟了有耗左手材料(LHM)平板对波源的图像聚焦特性。分别计算了不同宽度的左手材料平板结构。通过比较说明电磁波在不同厚度左手材料板中传播方式相同。材料板越薄,其聚焦点的位置越往板边缘靠近。当左手材料板的厚度不满足聚焦尺寸时,该聚焦点将会消失。

外置耗能壳板的钢框架桥墩抗震性能数值研究

将结构震后功能可恢复和耗能构件可更换引入钢框架桥墩:在墩柱塑性铰区外置低屈服耗能壳板来保护墩柱主体结构,且外置耗能壳板易于震后修复或更换。采用数值模拟方法比较研究了钢框架桥墩与外置耗能壳板的钢框架桥墩的滞回曲线、耗能能力、等效黏滞阻尼比、刚度和强度等抗震性能,探讨了外置耗能壳板参数(如材料屈服应力、安装高度和厚度等)对钢框架桥墩抗震性能的影响及其规律。结果表明:外置耗能壳板的钢框架桥墩抗震性能优于钢框架桥墩,且外置耗能壳板先于墩柱屈服,可有效保护墩柱主体免遭地震损伤;外置耗能壳板安装高度和厚度明显影响钢框架桥墩的抗震性能,而外置耗能壳板屈服应力对钢框架桥墩抗震性能的影响可忽略。

利用板卡功耗诊断柔性直流输电功率模块故障的装置

柔性直流(modular multilevel converter based high voltage direct current,MMC-HVDC)输电是构建智能电网的重要传输方式和改变大电网发展格局的战略选择,已在国内外广泛应用。柔性直流的电压源换流阀是模块化多电平换流阀,每个桥臂采用功率模块级联的方式,众多功率模块在电网系统长期运行期间会出现部分故障旁路的现象。功率模块故障类型分为器件故障、二次板卡故障和光通讯故障,传统的功率模块测试装置无法有效区分部分故障类型,且故障点定位精确度低。本文为了有效的区分故障类型,提高故障点定位的精准度,提出了一种智能诊断装置,该装置利用最小二乘法计算出均压电阻的功耗曲线,并基于能量守恒原理,精准推导出二次板卡功耗,再通过二次板卡功耗衰减大小诊断功率模块的故障类型,故障点诊断精准,因此在功率模块故障诊断领域有较大应用前景。

新型钢框架节点的耗能板件参数化数值分析

将屈曲约束理念引入钢框架节点,提出了一种含可更换屈曲约束耗能组件的钢框架节点,地震时屈曲约束耗能板件率先屈服保护主体结构免于损伤。采用ABAQUS有限元软件建立了节点的屈曲约束耗能板件的数值模型,对其滞回性能进行了参数化数值分析。结果表明:加强端部约束可以有效提高耗能板件滞回性能,这表明提出的节点可以实现预期性能;端部约束较强时,核心板非约束段长度对其滞回性能影响较小。

BRS板部分自复位连接新型卷边PEC柱-钢梁组合框架边节点抗震机理试验

为了研究BRS板部分自复位连接新型卷边PEC柱-钢梁组合框架边节点的抗震性能,对考虑PEC柱布置方式和柱顶竖向力的3个缩尺试件进行水平低周往复荷载下的抗震性能试验研究。基于试验结果,从试件的承载力、刚度衰减规律、自复位功效、耗能能力和节点传力机理等方面分析试件的抗震机理。研究结果显示:(a)BRS板部分自复位连接可通过BRS板屈服耗散地震能和预拉杆实现自复位功效,且整个加载过程中结构主要构件处在弹性状态。(b)PEC柱顶竖向力明显提高了其初始抗弯刚度,且其二阶效应加快了连接的耗能发展进程,而PEC柱的布置对初始抗弯刚度、刚度退化和耗能发展进程影响较小。(c)试件SYJ1加载至中震层间侧移限值1/50时其残余相对侧移角小于0.005 rad,而加载至大震层间侧移限值1/30时其残余相对侧移角仍小于0.01 rad,表明该试件具有极佳的自复位功效;试件SYJ3的自复位功效稍劣于试件SYJ1,前者在加载至中震层间侧移限值1/50之前时自复位功效尚好,但加载后期其自复位功效退化明显。

装配式阻尼器耗能板平面形状优化设计

针对传统矩形软钢阻尼器因焊接热应力和边角处的应力集中导致耗能效果较差的问题,本文设计了圆边缘型耗能板、三角边缘型耗能板和椭圆边缘型耗能板三种边缘型耗能板装配式阻尼器,并通过Abaqus有限元软件对耗能板平面形状进行优化设计,可为建筑的抗震设计提供借鉴。

装有低屈服点剪切耗能板的曲线桥抗震性能分析

低屈服点剪切耗能板是一种具有优良滞回性能的减震耗能装置,在地震荷载作用下,通过自身的滞回变形来耗散地震作用产生的能量,从而减轻甚至避免主体结构的损坏。介绍并分析了低屈服点剪切耗能板的工作原理及其减震性能,并以一座三跨高墩曲线连续刚构桥为例,研究了低屈服点剪切耗能板对曲线桥抗震性能的影响。结果表明:低屈服点剪切耗能板作为一种性能良好的耗能装置,安装在高墩曲线连续刚构桥上,可以体现出优异的耗散地震能量的特性。