發(fā)布時間：2020-11-13 16:58

　　 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位拉索(Friction damped self-centering cable,以下簡稱自復位拉索)。該裝置通過經(jīng)預先壓縮的碟形彈簧提供復位力,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,并使構造得以簡化;同時,由于受拉筋材無需施加過大的預應力,解決了目前自復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度和高彈性伸長率等特性。針對該新型摩擦耗能式自復位拉索,本文開展了試驗研究和減震性能分析,完成的主要工作如下:1.開展了自復位拉索的理論分析和試驗研究。介紹了自復位拉索的構造和工作原理,推導了其荷載-位移曲線,并通過往復循環(huán)加載試驗對理論推導進行了驗證。研究表明,自復位拉索的理論分析與試驗測試結果吻合良好;高強度和高彈性伸長率的鋼絞線是自復位拉索的理想受力筋材;碟形彈簧在往復循環(huán)加載下基本上沒有殘余變形,可做為自復位拉索的理想復位部件。通過合理設計摩擦力、碟形彈簧組剛度及預壓力等參數(shù),自復位拉索可以有效地實現(xiàn)自復位和耗能的功能。2.基于ABAQUS及其用戶子程序,建立了自復位拉索的仿真分析模型。介紹了該仿真分析模型的架構和用戶材料子程序的編寫思路,基于仿真分析模型對往復加載試驗過程進行了模擬,并開展了參數(shù)影響分析。分析結果表明,仿真結果和試驗的結果吻合良好;隨著摩擦力和拉索線剛度的增大,耗能能力相應增加;隨著碟形彈簧組剛度和預壓力的增大,自復位拉索的二次剛度(即滑動摩擦開始之后的剛度)和復位能力也相應增大。3.對一榀9層框架分別采用自復位拉索和屈曲約束支撐加固,然后對加固前后的結構分別進行7度設防地震、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。分析結果表明,自復位拉索和屈曲約束支撐在小震下對于減小結構最大層間變形的作用基本相同,但自復位拉索在強地震作用下的變形控制效果優(yōu)于屈曲約束支撐;當?shù)卣鹱饔脧姸容^小時,自復位拉索和屈曲約束支撐對于結構殘余變形的控制效果相近,但在強地震作用下,自復位拉索在減小結構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)進行性能水平劃分,然后通過回歸統(tǒng)計分析,獲取了結構在不同性能水平下的地震易損性曲線。研究結果表明,在中小地震作用下,自復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,但在強震作用下自復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,可以更好地提高結構的抗倒塌能力。
【學位單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TU352.1;P315.9
【部分圖文】：

SCEDB構造圖

SCEDB滯回曲線

SCEDB單層框架
【參考文獻】

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本文編號：2882415