LYP225低屈服点钢锥形钢棒阻尼器剪切力学性能研究

为了研究LYP225低屈服点钢锥形钢棒阻尼器(low yield point-web hourglass pin, LYP-WHP)在剪切荷载作用下的滞回性能与疲劳性能,对两个LYP-WHP试件分别进行了滞回加载与疲劳加载试验。基于试验结果,采用混合强化本构模型,通过ABAQUS软件建立了12个LYP-WHP的足尺精细化数值模型,分别以阻尼器的内径、外径和耗能段长度为参数,研究以上参数对LYP-WHP在剪切荷载作用下LYP-WHP滞回性能的影响规律,推导了LYP-WHP的弹性刚度计算公式,并给出了初步确定LYP-WHP屈服力与屈服位移的方法,基于试验与数值分析结果,得到了LYP-WHP屈服后的刚度折减系数建议值。研究结果表明:在剪切位移下,LYP-WHP具有良好的滞回性能与疲劳性能;增大外径和内径可明显提高LYP-WHP的承载力、刚度和耗能能力,增大耗能段长度则会降低LYP-WHP的承载力、刚度和耗能能力;增大内径、外径使材料的利用率先增大后减小,增大耗能段长度则基本无影响;推导的LYP-WHP弹性刚度计算式可以较为准确地计算LYP-WHP的弹性刚度;基于该研究的分析结果,建议LYP-WHP的内径与外径比值取0.375~0.625,屈服后的刚度折减系数取0.11,得到了理论骨架曲线的计算式。

不同构造参数对弧形钢棒阻尼器性能的影响分析

为改善框架结构及底框结构梁柱节点的抗震性能,提出一种弧形钢棒阻尼器,介绍其构造和原理。设计12组不同构造参数的弧形钢棒阻尼器,采用ABAQUS软件对其进行有限元分析,研究截面形状、钢棒数量、截面尺寸、跨度、曲率半径对其滞回耗能能力、承载力特性的影响。研究结果表明:圆形截面弧形钢棒阻尼器的初始刚度、耗能量、等效黏滞阻尼系数略小于方形截面弧形钢棒阻尼器,但其屈服位移较小;单棒布置的阻尼器的耗能效果优于双棒布置的阻尼器;随着阻尼器截面尺寸的增大,阻尼器的初始刚度、耗能量、等效黏滞阻尼系数增加明显,屈服位移呈先减小后增加的趋势;随着阻尼器跨度的增大,初始刚度和等效黏滞阻尼系数总体上呈下降趋势,屈服转角呈上升趋势;随着阻尼器曲率半径的减小,阻尼器的耗能量、等效黏滞阻尼系数、初始刚度逐渐减少,但屈服转角逐渐增大。

新型弧形钢棒阻尼器性能的有限元数值分析

设计了一种新型弧形钢棒阻尼器,该阻尼器采用局部削弱构造,从而有效地解决了端部应力过大的问题。新型弧形钢棒阻尼器有两种削弱方案:A方案,端部截面尺寸不变,中部削弱;B方案,端部削弱,中部保持削弱后的截面尺寸不变。采用ABAQUS软件对其进行有限元分析,研究不同削弱方案对新型弧形钢棒阻尼器的滞回耗能能力、承载力特性、应力分布情况的影响。结果表明:两种方案的新型弧形钢棒阻尼器的等效粘滞阻尼系数均比弧形钢棒阻尼器大,耗能效果得到了提升,且A方案的新型弧形钢棒阻尼器耗能效果提升更多;随着削弱程度的增加各试件的滞回曲线逐渐收缩、等效粘滞阻尼系数呈先上升后下降的趋势、耗能量和初始刚度逐渐减小、峰值应力逐渐从耗能元件的两端转移至中部;采用A方案进行局部削弱时,中部截面直径宜控制在端部截面直径的70%～80%;采用B方案进行局部削弱时,中部截面直径宜控制在端部截面直径的60%～70%。

带弧形钢棒阻尼器的大跨度型钢混凝土框架结构抗震性能分析

为改善大跨度型钢混凝土框架结构梁柱节点的抗震性能,将弧形钢棒阻尼器作为耗能腋撑设置于梁柱节点处,可有效地控制结构的地震反应。以某大跨结构为例,采用消能减震技术控制结构的地震反应,对消能减震结构进行了设计,确定了消能器附加给结构的阻尼比值。采用ETABS软件对该消能减震结构进行抗震性能分析,结果表明:弧形钢棒阻尼器不仅对层间位移角、顶点位移、层剪力等结构整体地震响应起到了良好的控制作用,还能够有效地控制梁柱节点域附近控制截面的内力,保护梁柱节点。

郑万铁路大宁河大桥设计关键技术

郑万铁路大宁河大桥主桥采用一跨282 m的中承式钢筋混凝土拱桥。主拱拱脚采用新型大直径斜桩+竖桩基础,能更好地与地形地质匹配,结构更经济、更环保;主拱圈采用2个平行单箱单室拱肋,由劲性钢管混凝土骨架外包C55无收缩混凝土构成,拱圈劲性骨架采用钢管混凝土桁架拱结构,通过外包混凝土特殊分层分段方案改善拱圈各构件的内力;主梁采用钢混连续结合梁,双纵肋形截面;桥面由预制混凝土板和现浇混凝土层两部分组成,既可以省去桥面现浇层的模板,又能加强主梁的整体性;吊杆采用Φ7 mm平行钢丝成品索;在拱肋横梁支座处设置专门研发的钢棒式阻尼器,在正常使用及地震作用下对结构进行适度约束。采用有限元法对全桥及各结构进行受力分析,结果表明:全桥满足安全及舒适性要求;主拱桩顶及承台应力分布较复杂,与普通群桩基础有很大不同;拱圈强度及裂缝宽度满足规范要求;拱圈外包混凝土、劲性骨架钢管及管内混凝土的承载能力均得到充分发挥。

日本高层建筑基础隔震技术的开发和应用

结合三个标志性工程实例 ,点评日本高层建筑基础隔震技术的开发和应用 ,重点介绍新型隔震装置的性能、特点和安装布置 。

中新天津生态城十二年制学校隔震设计与研究

中新天津生态城十二年制学校工程位于8度区(0.3g),对其中的教学楼和体育馆建筑进行了隔震设计,采用基础隔震形式,设置了355个隔震支座、211个U形钢棒阻尼器、58个黏滞阻尼器,是目前国内首次将U形钢棒阻尼器应用于隔震建筑的项目。隔震分析中计算了中震减震效果,并采用ABAQUS软件对隔震结构进行了大震作用下的验算。计算分析表明,采取隔震措施可显著降低上部结构的地震作用,解决扭转不规则问题,优化建筑布置。