預(yù)壓碟簧自恢復(fù)耗能支撐及支撐子結(jié)構(gòu)抗震性能研究.pdf

1、為減小結(jié)構(gòu)震后殘余變形，提高其抗震性能，本文提出一種由碟簧提供恢復(fù)力，摩擦裝置耗能的新型自恢復(fù)耗能支撐-預(yù)壓碟簧自恢復(fù)耗能(Pre-pressed DiscSprings Self-centering Energy Dissipation，簡稱PS-SCED)支撐。建立了描述PS-SCED支撐的滯回響應(yīng)預(yù)測模型，并試驗研究了該支撐的滯回響應(yīng)特性，數(shù)值模擬分析了設(shè)有該支撐的子結(jié)構(gòu)抗震性能。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)對分別提供耗能

2、能力和自恢復(fù)能力的摩擦裝置和碟簧裝置的滯回模型進行了研究，基于此，建立了支撐滯回特性預(yù)測模型。在低周往復(fù)荷載作用下對支撐的抗震性能進行了數(shù)值模擬分析，結(jié)果表明，支撐具有穩(wěn)定旗形滯回曲線、較強耗能能力及很好自恢復(fù)性能。
　　(2)加工制作了一1.8m PS-SCED支撐構(gòu)件，并對其進行了相同碟簧預(yù)壓力不同摩擦力三種工況下的低周往復(fù)加載試驗。結(jié)果表明，支撐旗形滯回曲線具有穩(wěn)定的第一、第二剛度，其耗能能力隨著摩擦裝置中摩擦力的增大而增強

3、，變形率為1.36％時仍處于彈性狀態(tài)，具有較好延性，支撐殘余變形可通過調(diào)整碟簧預(yù)壓力與初始摩擦力的比值進行控制。預(yù)測模型與試驗的滯回曲線吻合較好，預(yù)測模型能夠較好的反映支撐構(gòu)件的實際受力情況。
　　(3)對采用PS-SCED支撐與普通支撐的單層單榀框架子結(jié)構(gòu)的抗震性能進行了數(shù)值模擬對比分析。結(jié)果表明，PS-SCED支撐子結(jié)構(gòu)在動力荷載作用下具備良好的耗能能力及自恢復(fù)性能，與普通支撐子結(jié)構(gòu)相比，PS-SCED支撐子結(jié)構(gòu)承載能力提高4

4、4％，累積滯回耗能能力提高20％，殘余變形角減小64％，PS-SCED支撐可有效提高結(jié)構(gòu)的整體抗震性能。
　　(4)對PS-SCED支撐分別通過剛接和鉸接與結(jié)構(gòu)組成的支撐子結(jié)構(gòu)進行了抗震性能模擬分析，結(jié)果表明，鉸接支撐子結(jié)構(gòu)具有更好的延性、更穩(wěn)定的旗形滯回性能、更高的承載力，對自身殘余變形具有更好的控制能力;剛接支撐受力性能受連接板傳遞彎矩影響較大。鉸接支撐耗能能力是剛接支撐的1.4-2.3倍，對結(jié)構(gòu)的耗能貢獻比剛接支撐提高了34