装配式X形钢板活塞阻尼器受力性能试验及应用研究

为了克服传统弯曲型、剪切型金属阻尼器无法在肘节式等位移放大装置安装使用的现状,提出一种基于X形钢板屈服耗能的装配式活塞阻尼器(X-shaped piston metal damper,XPMD),其由一组平行的金属环片(X形钢板为主要耗能元件)、内部传动杆及外部套筒共同组成。具有耗能功效的金属环片通过高强螺栓与内部传动杆及外部套筒相互连接,具有较好的装配性及易于更换的特点。通过试验系统研究了X形钢板端头宽度、缩颈宽度、纵向长度及厚度等参数对XPMD阻尼器滞回性能的影响规律,同时提出了XPMD阻尼器的理论力学评估模型。以多层框架为例,对比分析了在地震作用下安装XPMD阻尼器前后其位移响应、层间剪力的变化特点,验证了XPMD阻尼器对框架结构的减震效果。研究结果表明:在循环荷载作用下XPMD阻尼器具有稳定的滞回性能,在较小变形下地震输入能量主要通过X形钢板弯曲变形实现能量耗散,在较大变形条件下X形钢板拉伸变形逐渐增大使得XPMD阻尼器等效刚度有所增加;安装XPMD阻尼器可明显降低框架结构在地震作用下的位移及层间剪力响应。

混凝土异形柱-钢梁装配式节点受剪性能试验研究

为研究混凝土异形柱-钢梁装配式框架节点核心区的受剪性能,按照预制混凝土异形柱中预埋钢牛腿节点未加强、增配X形筋、增配X形钢板三种方式,分别制作3个预制混凝土异形柱-钢梁节点试件进行拟静力试验,得到其破坏特征、承载力、滞回曲线、刚度退化、耗能能力等抗震性能指标。由节点剪切变形、节点区钢筋应变、钢板应变测量结果,分析了不同牛腿加设方式对节点核心区受力性能的影响。结果表明:试件位移延性系数在3.22~5.94之间,破坏时位移角都超过1/50,抗震性能良好;牛腿内侧加设的X形钢筋与X形钢板均与节点核心区混凝土协同受力,可有效提高节点核心区受剪承载力。采用有限元软件ABAQUS对采用X形钢板增强的试件进行了数值模拟和参数分析,依据试验分析结果,推导出X形钢板增强的预制异形柱-钢梁混合装配式框架节点核心区受剪承载力计算公式,计算结果与试验实测值和有限元模拟值吻合较好。