带转向器的自复位节点抗震性能研究

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地震是人类长久以来所面临的重大灾害,为了降低地震造成的巨大损失,国内外学者将研究的方向聚焦于自复位结构。自复位结构指的是具有恢复功能,在震后经过简单修复即可投入使用的结构。传统的自复位节点中提供复位能力的预应力钢绞线,大都选用通长布置的形式。本文在分析国内外相关文献的前提下,针对传统自复位节点中复位形式的缺点,基于传统的自复位机制,通过转向器的应用提出一种新的复位形式。并且,结合将可更换耗能元件应用于反弯点的理念,提出了一种带转向器的自复位节点。带转向器的自复位节点保留了传统自复位节点复位能力强的优点,同时克服了传统自复位节点复位机制所存在的弊端。本文将通过数值仿真试验与理论分析的方法来研究带转向器的自复位节点的抗震性能。主要研究工作如下:(1)提出了一种新的自复位机制,通过转向器的使用,结合将可更换耗能元件应用于反弯点的理念,提出了一种带转向器的自复位节点。对带转向器的自复位节点的构造、工作机理以及力学性能给出了详细介绍。(2)对带转向器的自复位节点使用ABAQUS进行建模,并给出了详细介绍,包括其各个构件的参数、模型单元的选取、网格的划分、构件间的相互作用以及边界条件和循环往复位移的施加。(3)对带转向器的自复位节点给出了详细的设计,确保了结构的合理性。将所提出的带转向器的自复位节点与传统节点进行对比,分析二者的抗震性能。结果表明,带转向器的自复位节点的恢复能力与耗能能力明显优于传统节点。(4)利用ABAQUS分析软件建立7个节点有限元模型,对带转向器的新型节点进行数值仿真试验。采用控制变量的方法,分析滞回曲线、骨架曲线、耗能系数曲线来考察初始预紧力大小、C型转向器大小以及U型耗能元件耗能段厚度对节点抗震性能的影响。结果表明,初始预紧力的增加可以明显的提高节点承载力、刚度、自复位能力等抗震性能,转向器的大小与U型耗能元件的厚度对于节点的抗震性能略微有所影响,但影响效果并不显著。
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