預壓碟簧自恢復耗能支撐及支撐子結構抗震性能研究.pdf

1、為減小結構震后殘余變形，提高其抗震性能，本文提出一種由碟簧提供恢復力，摩擦裝置耗能的新型自恢復耗能支撐-預壓碟簧自恢復耗能(Pre-pressed DiscSprings Self-centering Energy Dissipation，簡稱PS-SCED)支撐。建立了描述PS-SCED支撐的滯回響應預測模型，并試驗研究了該支撐的滯回響應特性，數(shù)值模擬分析了設有該支撐的子結構抗震性能。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測模型。在低周往復荷載作用下對支撐的抗震性能進行了數(shù)值模擬分析，結果表明，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性能。
　　(2)加工制作了一1.8m PS-SCED支撐構件，并對其進行了相同碟簧預壓力不同摩擦力三種工況下的低周往復加載試驗。結果表明，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)整碟簧預壓力與初始摩擦力的比值進行控制。預測模型與試驗的滯回曲線吻合較好，預測模型能夠較好的反映支撐構件的實際受力情況。
　　(3)對采用PS-SCED支撐與普通支撐的單層單榀框架子結構的抗震性能進行了數(shù)值模擬對比分析。結果表明，PS-SCED支撐子結構在動力荷載作用下具備良好的耗能能力及自恢復性能，與普通支撐子結構相比，PS-SCED支撐子結構承載能力提高4

4、4％，累積滯回耗能能力提高20％，殘余變形角減小64％，PS-SCED支撐可有效提高結構的整體抗震性能。
　　(4)對PS-SCED支撐分別通過剛接和鉸接與結構組成的支撐子結構進行了抗震性能模擬分析，結果表明，鉸接支撐子結構具有更好的延性、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，對結構的耗能貢獻比剛接支撐提高了34