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高强钢组合偏心支撑框架抗震性能远程协同试验研究

高乐 李腾飞 郭江然 苏明周 隋龙天 焦培培

高乐, 李腾飞, 郭江然, 苏明周, 隋龙天, 焦培培. 高强钢组合偏心支撑框架抗震性能远程协同试验研究[J]. 钢结构(中英文), 2020, 35(12): 8-15. doi: 10.13206/j.gjgS20120501
引用本文: 高乐, 李腾飞, 郭江然, 苏明周, 隋龙天, 焦培培. 高强钢组合偏心支撑框架抗震性能远程协同试验研究[J]. 钢结构(中英文), 2020, 35(12): 8-15. doi: 10.13206/j.gjgS20120501
Le Gao, Tengfei Li, Jiangran Guo, Mingzhou Su, Yan Sui, Peipei Jiao. Remote Collaborative Test on Seismic Behavior of High Strength Steel Composite Eccentrically Braced Frames[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2020, 35(12): 8-15. doi: 10.13206/j.gjgS20120501
Citation: Le Gao, Tengfei Li, Jiangran Guo, Mingzhou Su, Yan Sui, Peipei Jiao. Remote Collaborative Test on Seismic Behavior of High Strength Steel Composite Eccentrically Braced Frames[J]. STEEL CONSTRUCTION(Chinese & English), 2020, 35(12): 8-15. doi: 10.13206/j.gjgS20120501

高强钢组合偏心支撑框架抗震性能远程协同试验研究

doi: 10.13206/j.gjgS20120501
基金项目: 

国家自然科学基金项目(51178382);陕西省教育厅科学研究计划项目(18JK1014);西安建筑科技大学优博培育基金项目(1608420011)。

详细信息
    作者简介:

    高乐,女,1985年出生,硕士,讲师。

Remote Collaborative Test on Seismic Behavior of High Strength Steel Composite Eccentrically Braced Frames

  • 摘要: 高强钢组合偏心支撑框架不仅在承载力上有显著优势,同时还有较强的抗震功能。在罕遇地震的作用下,低屈服点钢材的消能梁段首先屈服耗散地震能量,而采用高强钢材的框架梁柱仍能保持弹性,实现结构的震后功能快速恢复。远程协同试验是在子结构拟动力方法的基础上,结合运用先进的网络技术研发而成的新型试验方法。即把体积较大的结构划分成多个子结构,并在多个实验室内开展试验以及仿真工作,通过网络信息技术将所有子结构结合起来完成协同任务,从而完成综合抗震测试。为进一步研究高强钢组合偏心支撑框架结构的抗震性能,以一个局部单层的三层多跨高强钢组合偏心支撑框架为原型,进行了缩尺比例为1/2的结构模型的远程协同试验。
    建立了一套远程协同试验系统,该系统主要涵盖以下三部分:其一为OpenSees软件,其主要作用是创建对应的模型并进行研究;其二为OpenFresco平台,其主要功能是保障数据的顺利通信;其三为试验加载体系。其中OpenSees和OpenFresco在通信过程中主要应用TCP/IP协议,OpenFresco和试验加载体系主要基于MTS CSI试验接口软件进行连接。远程协同试验模型包括三层多跨K形偏心支撑组合钢框架和单层Y形偏心支撑钢框架两部分。试验过程中,挑选出左侧跨带有K形偏心支撑的三层钢框架,以此为试验子结构1,之后在当地实验室展开试验;挑选出右侧跨带有Y形偏心支撑的单层钢框架,以此为试验子结构2,之后在距离本地50 km的实验室内展开试验,同时以中部四跨为数值子结构,于OpenSees软件内进行仿真。该模型高1 800 mm,所对应的方向跨度为2 825 mm,消能梁段尺寸为350 mm。所对应的柱截面为H125×125×8×10,梁截面为H140×100×8×10,K、Y形偏心支撑所对应的消能梁段截面分别为H140×100×6×10、H180×100×6×10,支撑截面为H100×100×6××10。在本框架中,梁、柱均使用Q460C钢,消能梁段与支撑主要使用Q345B钢。通过远程协同试验研究该新型钢结构体系的变形特征、位移响应、滞回性能及应变发展情况等。
    通过试验研究得到以下结论:1)远程协同试验模型于4种地震波的影响下所产生的位移响应都为三角形分布。在地震作用下,所产生的层间侧移角上限为1/610与1/201,满足GB 50011-2010《建筑抗震设计规范》的相关规定。8度罕遇地震作用下,三层仍处于弹性阶段,二层比一层出现了更加明显的滞回环。2)由试验子结构1的测点应变分析可知,各层变形主要集中在消能梁段的腹板处。在8度罕遇地震作用下,应变曲线的斜率小幅度下降,这表明模型结构的刚度出现了下降。由试验子结构2的测点应变分析可知,消能梁段腹板处的应变值和连接节点处框架梁下翼缘的应变值最大,由于消能梁段采用了普通钢材,在地震作用下先进入塑性耗散能量,能够实现多道抗震设防的目的。
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  • 收稿日期:  2020-10-15

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