針對現(xiàn)有消能減震支撐的局限性,提出了一種新型摩擦耗能式自復(fù)位拉索(Friction damped self-centering cable,以下簡稱自復(fù)位拉索)。該裝置通過經(jīng)預(yù)先壓縮的碟形彈簧提供復(fù)位力,并由摩擦裝置耗散地震能量。由于拉索僅承受單向拉力,可通過交叉布置提供抗側(cè)力,避免了消能減震支撐中廣泛存在的受壓屈曲問題,并使構(gòu)造得以簡化;同時,由于受拉筋材無需施加過大的預(yù)應(yīng)力,解決了目前自復(fù)位耗能拉索中變形能力不足的問題,并充分利用了材料的高強(qiáng)度和高彈性伸長率等特性。針對該新型摩擦耗能式自復(fù)位拉索,本文開展了試驗(yàn)研究和減震性能分析,完成的主要工作如下:1.開展了自復(fù)位拉索的理論分析和試驗(yàn)研究。介紹了自復(fù)位拉索的構(gòu)造和工作原理,推導(dǎo)了其荷載-位移曲線,并通過往復(fù)循環(huán)加載試驗(yàn)對理論推導(dǎo)進(jìn)行了驗(yàn)證。研究表明,自復(fù)位拉索的理論分析與試驗(yàn)測試結(jié)果吻合良好;高強(qiáng)度和高彈性伸長率的鋼絞線是自復(fù)位拉索的理想受力筋材;碟形彈簧在往復(fù)循環(huán)加載下基本上沒有殘余變形,可做為自復(fù)位拉索的理想復(fù)位部件。通過合理設(shè)計(jì)摩擦力、碟形彈簧組剛度及預(yù)壓力等參數(shù),自復(fù)位拉索可以有效地實(shí)現(xiàn)自復(fù)位和耗能的功能。2.基于ABAQUS及其用戶子程序,建立了自復(fù)位拉索的仿真分析模型。介紹了該仿真分析模型的架構(gòu)和用戶材料子程序的編寫思路,基于仿真分析模型對往復(fù)加載試驗(yàn)過程進(jìn)行了模擬,并開展了參數(shù)影響分析。分析結(jié)果表明,仿真結(jié)果和試驗(yàn)的結(jié)果吻合良好;隨著摩擦力和拉索線剛度的增大,耗能能力相應(yīng)增加;隨著碟形彈簧組剛度和預(yù)壓力的增大,自復(fù)位拉索的二次剛度(即滑動摩擦開始之后的剛度)和復(fù)位能力也相應(yīng)增大。3.對一榀9層框架分別采用自復(fù)位拉索和屈曲約束支撐加固,然后對加固前后的結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行7度設(shè)防地震、7度罕遇地震和8度罕遇地震作用下的彈塑性動力時程分析。分析結(jié)果表明,自復(fù)位拉索和屈曲約束支撐在小震下對于減小結(jié)構(gòu)最大層間變形的作用基本相同,但自復(fù)位拉索在強(qiáng)地震作用下的變形控制效果優(yōu)于屈曲約束支撐;當(dāng)?shù)卣鹱饔脧?qiáng)度較小時,自復(fù)位拉索和屈曲約束支撐對于結(jié)構(gòu)殘余變形的控制效果相近,但在強(qiáng)地震作用下,自復(fù)位拉索在減小結(jié)構(gòu)殘余變形方面顯著優(yōu)于屈曲約束支撐。4.針對分別采用自復(fù)位拉索和屈曲約束支撐加固的框架,基于增量動力分析法(IDA),分別以最大層間位移角(θ_(max))和殘余層間位移角(θ_r)為地震需求參數(shù)進(jìn)行性能水平劃分,然后通過回歸統(tǒng)計(jì)分析,獲取了結(jié)構(gòu)在不同性能水平下的地震易損性曲線。研究結(jié)果表明,在中小地震作用下,自復(fù)位拉索和屈曲約束支撐對于最大層間變形的控制效果基本相同,但在強(qiáng)震作用下自復(fù)位拉索對最大層間變形和殘余層間變形的控制效果要明顯優(yōu)于屈曲約束支撐,可以更好地提高結(jié)構(gòu)的抗倒塌能力。
【學(xué)位單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU352.1;P315.9
【部分圖文】：

SCEDB構(gòu)造圖

SCEDB滯回曲線

SCEDB單層框架
【參考文獻(xiàn)】

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1 周穎;勵勐劼;;增量動力分析地震動強(qiáng)度參數(shù)研究綜述[J];結(jié)構(gòu)工程師;2014年06期

2 謝欽;周臻;孟少平;王維影;;SMA預(yù)拉桿式自定心屈曲約束支撐的滯回性能分析[J];東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年04期

3 呂大剛;于曉輝;;基于地震易損性解析函數(shù)的概率地震風(fēng)險理論研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報;2013年10期

4 張洪超;張蕊;;土木工程結(jié)構(gòu)地震易損性分析的研究進(jìn)展[J];價值工程;2013年26期

5 袁偉澤;陳清軍;;ABAQUS中三維梁單元材料單軸本構(gòu)模型的二次開發(fā)[J];河北工程大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2013年01期

6 呂西林;蘇寧粉;周穎;;復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)基于增量動力分析法的地震易損性分析[J];地震工程與工程振動;2012年05期

7 Stephen Mahin;;近期地震教訓(xùn):建立更多可恢復(fù)性城市[J];建筑結(jié)構(gòu);2012年S1期

8 李磊;鄭山鎖;李謙;;基于IDA的型鋼混凝土框架的地震易損性分析[J];廣西大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年04期

9 周奎;李偉;余金鑫;;地震易損性分析方法研究綜述[J];地震工程與工程振動;2011年01期

10 沈新普;馮金龍;郭麗麗;;混凝土塑性損傷ABAQUS用戶子程序開發(fā)[J];沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2008年06期

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3 于曉輝;鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的概率地震易損性與風(fēng)險分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2012年

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4 李玉;鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)基于IDA方法的易損性分析[D];西安建筑科技大學(xué);2015年

5 李謙;增量動力分析方法的研究及其應(yīng)用[D];西安建筑科技大學(xué);2011年

6 劉飛飛;增量動力分析法的研究及其在高層建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[D];湖南大學(xué);2010年

7 楊曼娟;ABAQUS用戶材料子程序開發(fā)及應(yīng)用[D];華中科技大學(xué);2005年

本文編號：2882415