留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

带开槽耗能板的自复位方钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能有限元分析

贾子涵 王先铁 谢川东 张家平 郭艺伟

贾子涵, 王先铁, 谢川东, 张家平, 郭艺伟. 带开槽耗能板的自复位方钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能有限元分析[J]. 钢结构(中英文), 2020, 35(12): 1-7. doi: 10.13206/j.gjgS20091601
引用本文: 贾子涵, 王先铁, 谢川东, 张家平, 郭艺伟. 带开槽耗能板的自复位方钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能有限元分析[J]. 钢结构(中英文), 2020, 35(12): 1-7. doi: 10.13206/j.gjgS20091601
Zihan Jia, Xiantie Wang, Chuandong Xie, Jiaping Zhang, Yiwei Gu. Finite Element Analysis of Seismic Behavior of Self-Centering Concrete-Filled Square Steel Tubular Column-Steel Beam Joint with Slotted Energy Dissipation Plate[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2020, 35(12): 1-7. doi: 10.13206/j.gjgS20091601
Citation: Zihan Jia, Xiantie Wang, Chuandong Xie, Jiaping Zhang, Yiwei Gu. Finite Element Analysis of Seismic Behavior of Self-Centering Concrete-Filled Square Steel Tubular Column-Steel Beam Joint with Slotted Energy Dissipation Plate[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2020, 35(12): 1-7. doi: 10.13206/j.gjgS20091601

带开槽耗能板的自复位方钢管混凝土柱-钢梁节点抗震性能有限元分析

doi: 10.13206/j.gjgS20091601
基金项目: 

国家自然科学基金项目(51678474)。

详细信息
    作者简介:

    贾子涵,女,1996年出生,硕士研究生。

    通讯作者:

    王先铁,男,1979年出生,博士,教授,wangxiantie@163.com。

Finite Element Analysis of Seismic Behavior of Self-Centering Concrete-Filled Square Steel Tubular Column-Steel Beam Joint with Slotted Energy Dissipation Plate

  • 摘要: 自复位结构是一种新型可恢复功能结构,它能够有效控制结构震后残余变形,震后不需或经少量维修即可恢复正常使用。近年来,自复位结构成为国内外地震工程界研究的热点。目前的自复位结构主要通过两种方式耗能:金属的塑性变形或设置摩擦阻尼器。但以上两种耗能方式通常存在较大的复位抗力,从而对结构的复位构件提出更高的要求,同时对节点的自复位性能产生不利影响,如何减小复位抗力是此类结构目前亟需解决的重要问题。
    基于上述问题,提出了一种新型带开槽耗能板的自复位方钢管混凝土柱-钢梁节点,通过在耗能板上开设长槽,可有效减小节点的复位抗力。该节点主要由方钢管混凝土柱、H型钢梁、悬挑梁段、开槽耗能板、盖板、抗剪连接板和钢绞线等构成。为探究该节点的破坏形态、抗震性能、自复位性能及耗能能力,采用有限元软件ABAQUS对带开槽耗能板的自复位方钢管混凝土柱-钢梁节点进行模拟分析,得到弯矩-转角滞回曲线、承载力及特征弯矩、单周滞回耗能及残余变形等。共设计5个节点模型(节点SCJ-1~SCJ-5),对比分析耗能板开槽数量、耗能段宽度、耗能板厚度及钢绞线初始预应力这些参数对节点自复位性能和抗震性能的影响。
    结果表明:在梁端往复荷载作用下,节点的滞回曲线呈典型的“双旗帜”形,该节点具有良好的承载能力、自复位能力和耗能能力;当加载至4.00%层间位移角时,梁柱主体构件基本处于弹性状态,耗能板发生明显的塑性变形,说明该节点可有效地将损伤控制于局部,从而降低主体构件的塑性损伤;耗能板的开槽数量越多,节点的耗能能力越差,自复位性能越好,而对节点的承载力及特征弯矩没有显著影响;随着耗能段宽度和耗能板厚度的增大,节点的耗能能力增强,自复位能力降低,节点承载力提高。增大钢绞线的初始预应力,节点的初始刚度、承载力和脱开弯矩提高,自复位能力增强,而对节点的耗能能力影响较小。
  • 吕西林, 陈云, 毛苑君. 结构抗震设计的新概念:可恢复功能结构[J]. 同济大学学报(自然科学版), 2011, 39(7):941-948.
    吕西林, 武大洋, 周颖. 可恢复功能防震结构研究进展[J]. 建筑结构学报, 2019,40(2):1-15.
    Herning G, Garlock M M, Ricles J, et al. An overview of selfcentering steel moment frames[C]//Structures Congress. 2009.
    周颖, 吕西林. 摇摆结构及自复位结构研究综述[J]. 建筑结构学报, 2011,32(9):1-10.
    Ricles J, Sause R, Garlock M, et al. Post-tensioned seismic-resistant connections for steel frames[J]. Journal of Structural Engineering, 2001, 127(2):113-121.
    Ricles J, Sause R, Peng S W, et al. Experimental evaluation of earthquake resistant post-tensioned steel connections[J]. Journal of Structural Engineering, 2002, 128(7):850-859.
    Christopoulos C, Filiatrault A, Uang C, et al. Post-tensioned energy dissipating connections for moment resisting steel frames[J]. Journal of Structural Engineering, 2002, 128(9):1111-1120.
    Garlock M, Ricles J, Sause R. Experimental study of full-scale post-tensioned steel connections[J]. Journal of Structural Engineering, 2005, 131(3):438-449.
    Kim H J, Christopoulos C. Friction damped post-tensioned selfcentering steel moment-resisting frames[J]. Journal of Structural Engineering, 2008, 134(11):1768-1779.
    Hoseok C, Judy L. Seismic behavior of post-tensioned column base for steel self-centering moment resisting frame[J]. Journal of Constructional Steel Research, 2012, 78(11):117-130.
    潘振华, 潘鹏, 叶列平, 等. 自复位钢框架节点有限元模拟及参数分析[J]. 建筑结构学报, 2011,32(3):35-42.
    Zhang A L, Zhang Y X, Li R, et al. Cyclic behavior of a prefabricated self-centering beam-column connection with a bolted web friction device[J]. Engineering Structures, 2016, 111(2):185-198.
    张艳霞, 刘安然, 张贺昕, 等. 装配式自复位钢框架梁柱节点低周往复试验的数值模拟[J]. 钢结构, 2017, 32(8):2-10.
    王先铁, 谢川东, 林麟珲, 等. 外张拉式自复位方钢管混凝土柱脚抗震性能试验研究[J]. 建筑结构学报, 2020, 41(10):67-77.
    AISC. Seismic provisions for structure steel buildings:ANSI/AISC 341-16[S]. Chicago:AISC, 2010.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  83
  • HTML全文浏览量:  17
  • PDF下载量:  11
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2020-09-10

目录

    /

    返回文章
    返回