低屈服点钢剪切板耗能元件受力性能研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zjxiaolin
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
低屈服点钢剪切板耗能元件具有良好的耗能能力,可以消耗输入结构中的大部分地震能量,减轻地震给结构带来的灾害。该类型的耗能元件易屈服,相对尺寸较小,能够获得较大的耗能能力,并且造价低廉,在工程实际中得到了广泛的应用,但传统构造形式的剪切板耗能元件有着非常明显的缺陷,即易发生面外局部失稳和整体扭转失稳。为了考察面外初始缺陷对低屈服点钢剪切板耗能元件屈曲后稳定性的影响并解决传统构造形式的剪切板耗能元件的局部屈曲失稳和整体扭转失稳问题,本文对低屈服点钢剪切板耗能元件试件进行了低周往复循环荷载试验,同时利用有限元软件对具有侧翼缘板和钢筋混凝土约束板的剪切板耗能元件进行参数化分析并提出相应的极限承载力和初始刚度计算公式。主要研究内容如下:  ①对以低屈服点钢LYP-160制作的试验试件用液压伺服材料试验机进行准静态拉伸测试,获得试验钢材的应力-应变关系曲线、弹性模量、屈服强度、抗拉强度以及伸长率等一系列材料机械性能指标,为数值模拟分析提供材料的原始数据。  ②为考察面外初始缺陷、腹板宽厚比和钢筋混凝土约束板对剪切板耗能元件屈曲后稳定性的影响,设计并制作了1个传统工字钢低屈服点剪切板耗能元件和3个具有不同面外初始缺陷的低屈服点钢剪切板耗能元件试件的低周往复循环荷载试验,观察并获得钢剪切板耗能元件的破坏模式和水平力-位移试验数据,进行剪切板耗能元件的破坏形态、最终变形云图、滞回曲线、骨架曲线、耗能曲线、等效粘滞阻尼系数曲线、多次循环承载力退化系数曲线和刚度退化系数等方面的分析与总结。结果表明:面外初始缺陷对剪切板耗能元件的受力性能有着显著的影响,钢筋混凝土约束板可有效抑制剪切板耗能元件的面外局部屈曲变形,翼缘板可有效抑制剪切板耗能元件的整体扭转屈曲变形,从而改善剪切板耗能元件的耗能能力。  ③利用低屈服点钢准静态拉伸测试试验数据,基于有限元分析软件ABAQUS,对剪切板耗能元件试验试件进行有限元模拟分析,获得试验试件的数值分析滞回曲线和骨架曲线,与试验得出的相应曲线进行对比验证,提出一种同时设置侧翼缘板和钢筋混凝土约束板的优化构造形式。结果表明:两者滞回曲线总体吻合较差,骨架曲线总体吻合良好,特别是极限承载能力。优化后的低屈服点钢剪切板耗能元件具有稳定、持续的耗能能力。  ④为了进一步研究具有优化构造形式的剪切板耗能元件的消能减震性能,利用有限元分析软件对剪切板耗能元件进行参数化分析,详细研究剪切板耗能元件面外初始缺陷大小、腹板宽厚比、钢筋混凝土约束板和侧翼缘板形状、材料强度等对剪切板耗能元件极限承载力和初始刚度的影响。并提出剪切板耗能元件的极限承载力和初始刚度的计算公式。结果表明:剪切板耗能元件面外初始缺陷、腹板宽厚比、钢筋混凝土约束板形状、侧翼缘板形状和材料等都对剪切板耗能元件的极限承载能力和初始刚度有着不同程度的影响;本文拟合的计算公式准确、可靠,可以为工程设计者提供必要的参考。  本文对剪切板耗能元件的研究具有创新性,其主要创新点如下:  ①在工程实践中,作者发现由于剪切板为平钢板,在生成、运输或安装过程中,经常产生不同程度的初始缺陷,将对剪切板的耗能能力尤其是屈服后的面外稳定性产生较大影响,因此本文以试验研究为基础,对有限数量的试件施加完全不同的初始条件,得到完全不同初始条件下剪切板的受力性能的实测数据。  ②带有加劲肋的传统形式剪切板耗能元件只能约束钢板局部的变形,而钢筋混凝土约束板可以约束整个约束板内钢板的变形,改变钢板屈曲的位置,从而提高剪切板耗能元件的承载力和耗能能力,同时翼缘板可有效抑制剪切板的整体扭转屈曲,但较为浪费材料,因此,作者采用在剪切板两侧设置钢筋混凝土约束板和在剪切板角部局部设置翼缘板的方式来防止剪切板耗能元件整体失稳和局部失稳,从而有效提高剪切板耗能元件的承载力和耗能能力。  ③采用理论计算模型与有限元分析数据进行拟合的方式得到剪切板耗能元件的初始刚度与极限承载力计算公式,公式推导在理论上有待改善,但计算结果与实际结果较为接近,可为设计者提供必要的参考。
其他文献
柱是钢筋混凝土结构中最主要的承重构件之一,如果自身承载力不足,轻则导致建筑物的倾斜,重则引起整个建筑物的倒塌,后果严重。而混凝土柱真正意义上处于均匀受压的可能性极小,即使
  目的 比较急性百草枯中毒患者的强离子隙(strong ion gap,SIG)水平和肝肾功能指标对其预后的研究.方法 回顾性研究2006到2013年共148例口服百草枯中毒的患者,根据预后被
会议
  目的 探究降钙素原应用于诊断危重孕产妇发生细菌感染的临床价值.方法 2012年02月~2014年09月期间入住深圳市宝安区人民医院重症医学科的96例危重孕产妇纳入研究,其中存在
会议
  目的 基于原子吸收法检测犬全血铊含量,探究血液灌流(HP)对血中铊的清除效能.方法 经股动脉取未染毒比格犬的血液,根据实验动物体重与血容量之间的换算公式,配制成三组浓
会议
凤凰书画网马年春节巨献史上最强互联网书画贺岁网络展凤凰书画网春节联欢网络展参与书画家(按拼音排序):A阿海艾树池B鲍贤伦边平山白谦慎白云浩边莉娟C蔡大礼蔡梦霞曹大瑞陈
  目的 探讨使用美白化妆品致汞中毒相关肾病综合征的临床表现及治疗方法.方法 回顾性分析军事医学科学院附属307医院收治的3例汞中毒致肾病综合征的临床表现及病理资料.结
多肢剪力墙结构的良好抗侧力能力使其在高层建筑中应用广泛;在抗震设计中,剪力墙结构的延性设计目标——“强墙弱梁”、“强剪弱弯”,对人民生命财产意义重大。现行规范通过系数
腐殖酸(Humic acid,HA)是天然水体有机物的主要成分,其易与饮用水氯消毒剂结合产生消毒副产物,而常规水处理工艺难以将其去除。类水滑石是去除污染物的有效吸附剂,基于焙烧态类水滑