摘要：地震易诱发次生火灾从而加剧结构破坏和生命财产损失。自复位耗能钢框架作为一种新型可恢复功能体系,已有研究聚焦其抗震性能评价,但尚且缺乏对其震后火灾下的灾变行为和失效机理的相关研究。针对一种以预应力钢棒和屈曲约束板为自复位和耗能元件的新型钢框架,基于节点试验对其抗震及震后抗火性能进行研究。抗震试验结果表明,设计合理的自复位耗能节点在转角高达6%时,仍可实现预期的损伤集中和震后复位机制。震后抗火试验结果表明,在经历幅值6%的转角变形后,自复位耗能节点仍具备长达1.5 h的耐火极限和高于900°C的耐火温度。不均匀温度场导致的热效应和材料性能退化导致的机械效应分前后两阶段对结构响应起控制作用。屈曲约束耗能板在灾害序列中始终作为主要损伤构件,并以前序地震损伤更甚的耗能板断裂作为节点在次生火灾下的失效模式。预应力钢棒在地震下发挥重要的复位作用,但在震后火灾中由于热膨胀和高温拉伸的共同作用而最终失效。

摘要：为有效控制强震后Y型偏心支撑钢框架结构的塑性残余变形,通过将Y型偏心支撑中耗能梁段的腹板更换为形状记忆金属(SMA)材料,提出了一种新型自复位SMA耗能梁段。使用ANSYS软件建立有限元模型分析得出,与传统耗能梁段相比,SMA耗能梁段具有旗帜型滞回曲线,承载力及延性无明显下降,可实现震后自复位功能。此外,还设计6组16个SMA耗能梁段试件,并进行了滞回性能分析。研究发现设计参数变化对SMA耗能梁段的自复位功能影响较小;腹板厚度及耗能梁段长度对SMA耗能梁段的承载力及初始刚度影响显著;翼缘厚度及宽度、翼缘材料及加劲肋间距对其承载力及初始刚度影响较小,但其后期承载力会出现一定程度的劣化。

摘要：为摆脱目前装配整体式混凝土框架“等同现浇”的固有模式,结合传统预应力自复位混凝土框架的优越性,提出一种带软钢阻尼器的自复位装配式混凝土(SCPCHD)框架。利用ABQUAS有限元软件分别建立新型自复位SCPCHD框架、传统预应力自复位装配式混凝土(SCPC)框架和现浇钢筋混凝土(RC)框架的精细化三维实体数值分析模型,从而验证新型SCPCHD框架良好的抗震性能和耗能能力。分析结果表明:SCPCHD框架残余变形很小、具有震后恢复性能好的优点;SCPCHD框架的层间位移响应明显小于SCPC框架,与现浇RC框架基本接近,且结构构件塑性损伤小;罕遇地震下SCPCHD梁柱节点的耗能分别为传统预应力SCPC框架和现浇RC框架节点耗能的2.26倍和3.64倍,表明新型节点耗能能力好。

摘要：采用钢连系梁将自复位约束砌体墙与钢筋混凝土框架结合起来,形成一种新型的钢筋混凝土框架-自复位约束砌体墙结构。设计制作了2个缩尺试件,分别为钢筋混凝土框架-自复位约束砌体墙结构试件(记作FSCMW试件)和钢筋混凝土框架-约束砌体墙结构试件(记作FMW试件),采用拟静力试验对它们的抗震性能进行了深入研究。结果表明:从整体上看,FSCMW试件中自复位约束砌体墙损伤很轻,而FMW试件中约束砌体墙破坏较严重;水平位移较大时,FSCMW试件残余位移明显小于FMW试件,说明其具有较好的自复位能力;FSCMW试件水平力主要由框架承担,而FMW试件水平力主要由约束砌体墙承担。

摘要：随着近几十年桥梁支座减隔震技术在很多国家和地区的广泛应用,减隔震支座已经成为增强强震区桥梁抗震能力的重要手段。为了使处于地震高烈度地区的高架渡槽具有良好的减隔震性能以及震后自复位性能,达到有效控制地震损伤并保证震后结构性能的目的,以普通球型钢支座为基础,研发了一种新型斜面导向自复位减隔震支座。结合新型减隔震支座的构造特点及工作原理,对该支座进行了水平恢复力试验和单槽振动台振动模型试验。试验结果表明:新型减隔震支座具有良好且稳定的减隔震性能和自复位性能,可显著降低墩顶水平力,进而减小墩底弯矩,减震效果明显,且具有较小的残余位移。

摘要：提出了一种用于梁柱节点中的非对称自复位形状记忆合金(shape memory alloy,SMA)连接,可有效提高相应钢框架结构的抗震性能和震后功能恢复能力。设计8个考虑SMA面积、SMA预应变、滑移螺杆预拉力的非对称自复位SMA连接,并进行低周循环加载试验研究,得到相应滞回曲线、骨架曲线、割线刚度、耗能能力和复位性能等。研究结果表明:新型连接具有良好的自复位能力和耗能能力,滞回曲线呈明显的旗帜型,最大自复位率达到87.2%,且整个加载过程无任何构件发生损伤。增大SMA面积、SMA预应变可提高连接的承载力、耗能能力和自复位能力,并减小其残余变形;螺杆预拉力取30 N·m时新型连接的性能最佳。基于Umat子程序编制SMA本构模型并用于ABAQUS软件中,可较准确地模拟其力学性能,为相应连接的有限元参数化分析提供理论基础。

摘要：基于一种国产大直径(D=25 mm)TiNi形状记忆合金(SMA)棒材研发了一种SMA自复位装置,首先开展了大直径SMA棒材的热处理和材料性能试验研究,然后以应用于框架-摇摆墙结构为例介绍了SMA自复位装置的概念设计思路和构造设计方案,最后通过试验研究了SMA自复位装置的力学性能和自复位性能。研究结果表明:热处理后SMA棒材具有良好的超弹性特性和自复位特性,应变幅值为6.00%和8.00%时卸载后残余应变均值分别为0.27%和0.94%;所研发的SMA自复位装置有效地实现了SMA棒材的受拉工作模式,充分发挥了SMA棒材的超弹性性能和自复位特性;SMA棒材的材料等效刚度高达1.25 GPa,可提供较大的恢复力,在土木工程领域具有广阔的应用前景。

摘要：针对传统框架结构震后残余变形大、修复成本高等问题,本文提出了一种兼具自复位、高耗能、刚度稳定、节省材料,且易于替换的新型装配式梭形自复位软钢耗能支撑,通过巧妙的构造设计,将软钢耗能系统、碟簧系统和型钢集成一体,利用软钢的塑性变形耗散能量,碟簧系统提供复位功能;同时,基于其工作机理建立了该耗能支撑的恢复力模型,并利用有限元ANSYS软件对其开展数值分析。结果表明:文中所研发的耗能支撑具有稳定的耗能能力和复位功能,且滞回曲线饱满,有限元计算结果与所建立的恢复力模型吻合较好,初始刚度和极限承载力最大偏差分别约为1.4%和2.3%,所提出的恢复力模型能够为该耗能支撑的设计提供理论基础。

摘要：基于《预制混凝土抗震结构体系设计指南》分别构建了具有自复位、摩擦耗能型节点的5层和9层预应力混凝土(SCPC)框架结构模型,并满布填充墙。利用OpenSees软件研究填充墙对自复位预应力混凝土框架结构高阶模态等动力响应的影响。从FEMA P695中选取22条地震动记录并调整至设计基准地震烈度(DBE)和罕遇地震烈度(MCE)水平,分别输入4个有限元模型进行动力分析。研究结果表明:布置填充墙可以有效提高结构刚度和耗能能力,降低结构高阶模态效应和损伤集中效应,以及显著减小结构的层间位移角。此外,布置填充墙后,结构的残余变形虽有一定程度增大,但仍处在可修复范围内。

摘要：为了研究一种新型抗震结构体系—体外预应力自复位框架（External Prestressing Self-centering Frame,EPSCF）结构的变形和耗能特性,设计了1/2比例单层单跨EPSCF结构框架模型,通过拟静力试验得到了相应无控结构和有控结构的荷载位移滞回曲线。模型设计内容包括预应力钢绞线、梁柱铰接节点、柱脚铰接节点以及阻尼器等。试验结果表明,EPSCF无控结构中施加的钢绞线预拉力将在节点处产生摩擦力,使得结构具有一定的耗能能力;EPSCF有控结构的荷载位移滞回曲线呈现饱满的S形,表明阻尼器的设置使得结构耗能能力和位移控制能力大大提高;由EPSCF无控结构的骨架曲线得出的侧向刚度试验值与理论计算结果相差很小,验证了理论公式的正确性。最后,通过对比有限元模拟结果与试验结果,验证了有限元建模的正确性。