新型PEC柱-钢梁BRS耗能部分自复位组合框架抗震试验研究

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作者 方有珍 杨勇 +1 位作者 孙敏 孙国华 《防灾减灾工程学报》 北大核心 2025年第4期888-896,共9页

为进一步研究新型PEC柱-钢梁部分自复位连接组合框架抗震性能,考虑预拉杆长度和新型PEC柱脚连接方式,设计制作3榀新型PEC柱-钢梁BRS耗能部分自复位组合框架1∶2缩尺试件并进行低周往复荷载试验。基于试验观察和实测数据整理,分析了试件... 为进一步研究新型PEC柱-钢梁部分自复位连接组合框架抗震性能,考虑预拉杆长度和新型PEC柱脚连接方式,设计制作3榀新型PEC柱-钢梁BRS耗能部分自复位组合框架1∶2缩尺试件并进行低周往复荷载试验。基于试验观察和实测数据整理,分析了试件滞回特性、抗侧刚度、自复位功效、耗能能力等抗震性能。研究结果表明:新型PEC柱-钢梁BRS耗能部分自复位连接组合框架可通过连接T形件长圆孔尺寸设计以实现“设计地震水平实现基本复位,大震设计水平下自复位连接转变为承压型传力模式实现部分复位”的性态化设计目标;在设计地震作用下,试件主要利用辅助BRS耗能件耗能,且残余侧移不超过自复位结构侧移限值(0.3%)要求,而在大震作用阶段,试件通过辅助BRS耗能元件耗能与结构主体构件损伤耗能相结合,承载能力呈增长趋势,且卸载后实现了部分复位功效;预拉杆设置有限长度可消除梁端拉压相消而小幅度提高了试件整体性,而新型PEC柱脚铰接明显削弱了结构整体性。 展开更多

关键词 BRS耗能部分自复位连接 新型pec柱-钢梁组合框架 自复位功效 耗能能力 低周往复荷载试验

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BRS板部分自复位连接新型卷边PEC柱-钢梁组合框架边节点抗震机理试验 被引量：12

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作者 方有珍 赵帅领 +2 位作者 徐飞 金晶 汪逸萍 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2017年第4期309-316,共8页

为了研究BRS板部分自复位连接新型卷边PEC柱-钢梁组合框架边节点的抗震性能,对考虑PEC柱布置方式和柱顶竖向力的3个缩尺试件进行水平低周往复荷载下的抗震性能试验研究。基于试验结果,从试件的承载力、刚度衰减规律、自复位功效、耗能... 为了研究BRS板部分自复位连接新型卷边PEC柱-钢梁组合框架边节点的抗震性能,对考虑PEC柱布置方式和柱顶竖向力的3个缩尺试件进行水平低周往复荷载下的抗震性能试验研究。基于试验结果,从试件的承载力、刚度衰减规律、自复位功效、耗能能力和节点传力机理等方面分析试件的抗震机理。研究结果显示:(a)BRS板部分自复位连接可通过BRS板屈服耗散地震能和预拉杆实现自复位功效,且整个加载过程中结构主要构件处在弹性状态。(b)PEC柱顶竖向力明显提高了其初始抗弯刚度,且其二阶效应加快了连接的耗能发展进程,而PEC柱的布置对初始抗弯刚度、刚度退化和耗能发展进程影响较小。(c)试件SYJ1加载至中震层间侧移限值1/50时其残余相对侧移角小于0.005 rad,而加载至大震层间侧移限值1/30时其残余相对侧移角仍小于0.01 rad,表明该试件具有极佳的自复位功效;试件SYJ3的自复位功效稍劣于试件SYJ1,前者在加载至中震层间侧移限值1/50之前时自复位功效尚好,但加载后期其自复位功效退化明显。 展开更多

关键词 建筑结构 卷边pec柱-钢梁组合框架 部分自复位连接 BRS板耗能 自复位功效 水平低周往复荷载试验 抗震机理

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外包U形钢与混凝土组合梁柱节点在低周往复荷载作用下的抗震性能分析 被引量：8

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作者 周学军 王晓晔 张元植 《土木工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第S1期163-168,共6页

对外包U形钢混凝土组合梁与钢管混凝土柱的连接节点进行有限元分析,采用ANSYS有限元分析软件对组合结构一种节点形式进行三维实体建模,研究其在低周反复荷载作用下的延性性能、耗能能力,得到构件的应力分布、节点的极限承载力、滞回曲... 对外包U形钢混凝土组合梁与钢管混凝土柱的连接节点进行有限元分析,采用ANSYS有限元分析软件对组合结构一种节点形式进行三维实体建模,研究其在低周反复荷载作用下的延性性能、耗能能力,得到构件的应力分布、节点的极限承载力、滞回曲线等计算结果。结果表明,组合节点承载能力强,刚度大,稳定性好,破坏形式为正截面受弯破坏,但耗能能力不强。 展开更多

关键词 外包U型钢与混凝土组合梁 方钢管混凝土柱 梁柱节点 非线性有限元分析 滞回曲线

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CFRP布约束H型钢部分外包混凝土柱的试验与设计方法研究 被引量：3

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作者 邓宇 甘德丽 +1 位作者 张鹏 杨希涛 《玻璃钢／复合材料》 CSCD 北大核心 2018年第1期5-11,共7页

提出H型钢部分外包混凝土柱(PEC柱)结构,通过对18根PEC柱试件的轴心和偏心受压试验,研究了不同的碳纤维布粘贴层数、不同的碳纤维布粘贴间距、不同的偏心距分别对PEC柱的承载能力和破坏模式的影响。研究发现:粘贴碳纤维布的PEC柱承载力... 提出H型钢部分外包混凝土柱(PEC柱)结构,通过对18根PEC柱试件的轴心和偏心受压试验,研究了不同的碳纤维布粘贴层数、不同的碳纤维布粘贴间距、不同的偏心距分别对PEC柱的承载能力和破坏模式的影响。研究发现:粘贴碳纤维布的PEC柱承载力大于不粘贴碳纤维布的PEC柱;相同碳纤维布粘贴间距时,粘贴两层布比单层布的PEC柱承载力有所提高;碳纤维布粘贴间距越小,PEC柱的极限承载力越大;所有试件柱的极限承载力随偏心距的增大而降低。基于试验数据,提出承载力计算公式。 展开更多

关键词 CFRP H型钢部分外包混凝土柱 受压试验 承载能力 破坏模式

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部分包覆钢-轻骨料混凝土组合短柱轴压性能数值分析 被引量：3

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作者 张慧洁 胡晨 +2 位作者 王静峰 钱正昊 刘用 《建筑科学与工程学报》 CAS 北大核心 2022年第5期53-62,共10页

为研究部分包覆钢-轻骨料混凝土组合(PELC)短柱的轴压性能,采用ABAQUS软件建立了轴压作用下部分包裹钢-轻骨料混凝土组合短柱的有限元模型。通过典型构件揭示了部分包覆钢-轻骨料混凝土组合短柱在轴压荷载作用下的全过程受力机理与破坏... 为研究部分包覆钢-轻骨料混凝土组合(PELC)短柱的轴压性能,采用ABAQUS软件建立了轴压作用下部分包裹钢-轻骨料混凝土组合短柱的有限元模型。通过典型构件揭示了部分包覆钢-轻骨料混凝土组合短柱在轴压荷载作用下的全过程受力机理与破坏模式;分析了轻骨料混凝土强度、系杆间距、含钢率以及翼缘宽厚比等参数对部分包覆钢-轻骨料混凝土组合短柱轴压性能的影响规律;基于规范AISC 360并考虑轻骨料混凝土约束效应,提出了一种部分包覆钢-轻骨料混凝土组合短柱轴压承载力的计算公式。结果表明:部分包覆钢-轻骨料混凝土组合短柱在轴压荷载作用下的主要破坏模式为轻骨料混凝土压溃、H型钢正弦半波状鼓曲以及系杆屈服;部分包覆钢-轻骨料混凝土组合短柱的极限承载力将随着轻骨料混凝土强度与含钢率的增加而提高,延性将随着含钢率的增加而提高,随着系杆间距和轻骨料混凝土强度的增加而降低;研究结果将为轻骨料混凝土组合柱在实际工程中的设计与应用提供理论依据。 展开更多

关键词 部分包覆钢-混凝土组合柱 轻骨料混凝土 轴压性能 数值分析 承载力

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摩擦耗能部分复位PEC柱组合框架抗震性能模拟分析 被引量：1

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作者 沈文聪 方有珍 +1 位作者 吴鹏飞 徐栋 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2021年第6期211-221,共11页

文中以试验试件为参考,考虑T形板翼缘对穿螺栓连接方式、柱顶轴压力、预拉杆力和摩擦螺栓预紧力4个设计参数,采用ABAQUS软件建立了7榀框架试件模型并进行抗震性能模拟分析,旨在研究各设计参数影响规律。基于模拟数据整理和应力云图,对... 文中以试验试件为参考,考虑T形板翼缘对穿螺栓连接方式、柱顶轴压力、预拉杆力和摩擦螺栓预紧力4个设计参数,采用ABAQUS软件建立了7榀框架试件模型并进行抗震性能模拟分析,旨在研究各设计参数影响规律。基于模拟数据整理和应力云图,对试件滞回曲线、复位性能与耗能能力进行对比分析。分析结果表明:所有试件均实现了“中震水平自复位+摩擦耗能,大震水平承压连接部分复位+主体构件耗能”性能化设计两阶段目标,中震作用水平对应残余侧移角均不超过0.0029 rad,而大震作用水平仍不超过0.015 rad;对穿螺栓布置方式对结构受力进程影响明显;柱顶轴压力提高了试件初始抗侧刚度和中震作用水平的复位性能,而大震作用水平时二阶效应加快了结构损伤进程,复位能力降低。预拉杆力增大或摩擦螺栓预紧力减小,对应自复位连接的脱开弯矩与开始摩擦滑移弯矩比值(M_(a)/M_(b))增大,结构复位性能加强。 展开更多

关键词 摩擦耗能 部分自复位连接 pec柱组合框架 复位性能 耗能能力 抗震模拟

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轴心受力H型钢PEC组合柱承载能力分析 被引量：13

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作者 殷占忠 陈生林 +2 位作者 陈伟 方顺中 王坤宏 《广西大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2015年第2期307-316,共10页

近年来国内对型钢混凝土组合结构的研究应用已经非常广泛,但就型钢混凝土部分外包组合柱的研究仍较少。为了研究H型钢混凝土组合截面部分外包组合柱(PEC组合柱)的极限承载力、稳定性及刚度,利用有限元ANSYS软件,对3组共18根构件(12根PE... 近年来国内对型钢混凝土组合结构的研究应用已经非常广泛,但就型钢混凝土部分外包组合柱的研究仍较少。为了研究H型钢混凝土组合截面部分外包组合柱(PEC组合柱)的极限承载力、稳定性及刚度,利用有限元ANSYS软件,对3组共18根构件(12根PEC组合柱,6根H型钢柱)进行单向轴心受压模拟试验,观察了试件加载后的变形情况及截面应力云图,提取数据绘制出型钢对混凝土的约束曲线。根据模拟结果分析了试件的强度承载力、稳定性承载力及刚度等力学性能。为了验证模拟的可靠性,选取1 m不同截面的两根PEC组合柱进行轴向加载试验。结果表明:PEC组合柱具有较好的变形能力;PEC组合柱的强度承载能力、稳定性及刚度比单独型钢柱均有提高;混凝土对防止型钢柱的局部屈曲起良好作用;型钢对混凝土的约束能力随型钢的高宽比的减小而增加;试验结果与模拟结果吻合较好,证实了模拟的可靠性。研究为后续的试验研究提供了合理的理论依据和参考。 展开更多

关键词 部分外包组合柱 H型钢 极限承载力 稳定性 约束能力

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新型PEC柱-钢梁端板连接组合框架层间抗震机理试验研究 被引量：6

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作者 方有珍 杨彬 +1 位作者 钮荣斌 孙国华 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1-8,共8页

为研究新型卷边PEC柱-钢梁外伸端板连接组合框架结构的层间抗震机理,按1∶2缩尺设计了1榀组合框架层间子结构模型试件并进行水平低周往复荷载试验。基于试验现象和测试数据,分析了试件结构的破坏过程与破坏模式、滞回特性、刚度退化、... 为研究新型卷边PEC柱-钢梁外伸端板连接组合框架结构的层间抗震机理,按1∶2缩尺设计了1榀组合框架层间子结构模型试件并进行水平低周往复荷载试验。基于试验现象和测试数据,分析了试件结构的破坏过程与破坏模式、滞回特性、刚度退化、耗能能力、变形模式等抗震性能。结果表明:试件结构最终破坏模式为端板附近梁截面充分屈服形成塑性铰的理想塑性破坏机构;试件整体与层间位移延性系数μu=3.74和最大等效粘滞阻尼系数(ζeq)max=0.325,具有良好抗震延性和耗能能力;试件结构整体性好,水平抗侧刚度沿高度分布均匀,水平位移分布规律表现为理想的倒三角弯剪型变形模式;试件结构整体与层间侧移和节点转角均超过大震层间侧移限值的1/30,即试件结构具有良好的抗倒塌能力。 展开更多

关键词 新型pec柱 外伸端板连接 组合框架层间子结构 水平低周往复荷载试验 抗震机理

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外包钢柱轴压比限值的研究 被引量：3

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作者 徐亚丰 高红 +1 位作者 王连广 刘之洋 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2002年第6期745-747,共3页

组合结构的类型之一外包钢柱已经在工程中大量出现,经常遇到的问题却是:柱截面由轴压比控制,而不是由配筋来控制。轴压比是影响其受力性能的主要因素,当轴压比不同时可能会发生不同的破坏,为了避免发生脆性破坏,在设计时就会出现柱截面... 组合结构的类型之一外包钢柱已经在工程中大量出现,经常遇到的问题却是:柱截面由轴压比控制,而不是由配筋来控制。轴压比是影响其受力性能的主要因素,当轴压比不同时可能会发生不同的破坏,为了避免发生脆性破坏,在设计时就会出现柱截面很大的情况,在高层结构尤甚。本文针对轴压比课题进行了分析,结果发现,当结构的型钢型号、混凝土等级、柱截面尺寸变化时,其轴压比也是可变的。因此,在设计时应根据不同的情况采用不同的轴压比限值。 展开更多

关键词 外包钢柱 外包钢筋混凝土 组合柱 轴压比 轴压比限值 延性破坏

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外包角钢短柱的性能分析与研究 被引量：5

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作者 姜绍飞 刘之洋 林泉洪 《东北大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第1期26-30,共5页

对影响外包角钢短柱强度与变形的因素进行了试验研究，探讨了砼轴压强度、纵向含钢率、配箍间距、箍筋直径对轴压短柱性能的影响，给出了轴压短柱承载力的计算公式，最后将外包角钢短柱与钢筋砼短柱进行了比较。

关键词 组合结构 钢筋混凝土结构 外包角钢柱 钢结构

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冷弯薄壁C型钢PEC柱的承载能力分析 被引量：3

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作者 殷占忠 苏明浩 +1 位作者 陈生林 汪强 《兰州理工大学学报》 CAS 北大核心 2015年第4期139-143,共5页

为研究冷弯薄壁带肋C型钢部分外包组合柱(PEC柱)的轴心受力性能,采用非线性有限元分析软件ABAQUS对2组14根带纵向折角肋的冷弯薄壁C型钢PEC柱进行模拟分析,通过模拟得到冷弯薄壁带肋C型钢PEC柱的破坏模式、承载能力、荷载-位移曲线和应... 为研究冷弯薄壁带肋C型钢部分外包组合柱(PEC柱)的轴心受力性能,采用非线性有限元分析软件ABAQUS对2组14根带纵向折角肋的冷弯薄壁C型钢PEC柱进行模拟分析,通过模拟得到冷弯薄壁带肋C型钢PEC柱的破坏模式、承载能力、荷载-位移曲线和应力分布.结果表明:混凝土使冷弯薄壁C型钢的屈曲破坏得到很大程度的缓解;冷弯薄壁C型钢对混凝土的约束使混凝土强度得到充分发挥;冷弯薄壁C型钢的强度、刚度和稳定性明显提高. 展开更多

关键词 冷弯薄壁C型钢 部分外包组合柱(pec柱) 承载能力 刚度

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带PEC柱钢板剪力墙抗侧刚度的分析 被引量：1

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作者 殷占忠 刘军 +1 位作者 杨博 冯大哲 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期392-398,共7页

为了解决带部分外包混凝土柱钢板剪力墙的边缘框架与钢板剪力墙之间的刚度匹配问题,本文对边缘框架和钢板剪力墙抗侧刚度进行理论计算,采用叠加的方法给出了带部分外包混凝土柱钢板剪力墙结构在单向荷载作用下各阶段的抗侧刚度。通过Aba... 为了解决带部分外包混凝土柱钢板剪力墙的边缘框架与钢板剪力墙之间的刚度匹配问题,本文对边缘框架和钢板剪力墙抗侧刚度进行理论计算,采用叠加的方法给出了带部分外包混凝土柱钢板剪力墙结构在单向荷载作用下各阶段的抗侧刚度。通过Abaqus软件建立8组不同钢板厚度的有限元模型,分析了不同钢板厚度对整个结构抗侧刚度的影响,并设计了一榀1/3缩尺的带部分外包混凝土柱钢板剪力墙试件,对其进行单向加载试验,将试验结果、理论计算和有限元模拟得到的抗侧刚度进行对比。结果表明:通过对结构抗侧刚度理论计算值、有限元模拟值和试验值的对比,3个值的误差均在10%以内,验证了理论推导的公式的正确性;得出内嵌钢板的高厚比在350~560内,带部分外包混凝土柱框架的约束可以充分发挥钢板剪力墙的抗侧性能。 展开更多

关键词 部分外包混凝土柱 薄钢板剪力墙 对角拉力带 抗侧刚度 刚度退化 理论分析 有限元分析 试验研究

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PEC柱-型钢梁框架异型内节点的抗剪性能试验研究 被引量：1

13

作者 李补拴 周伟 +3 位作者 赵冲 路瑶 赵根田 陈明 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2023年第3期563-574,共12页

由于民用建筑外观及工业建筑生产工艺要求,部分包覆钢-混凝土结构因错位、变梁变柱等会形成异型内节点.为研究该类异型内节点的抗剪性能,以柱两侧梁错位高度、单侧梁截面高度增大等为变量参数,按1∶2缩尺比例设计制作了1个常规内节点和... 由于民用建筑外观及工业建筑生产工艺要求,部分包覆钢-混凝土结构因错位、变梁变柱等会形成异型内节点.为研究该类异型内节点的抗剪性能,以柱两侧梁错位高度、单侧梁截面高度增大等为变量参数,按1∶2缩尺比例设计制作了1个常规内节点和3个异型内节点模型试件,并完成低周往复荷载试验,分析了内节点的破坏形态、滞回耗能、承载能力、延性性能等指标.试验研究结果表明:各试件滞回曲线均呈现对称饱满的梭形;等效黏滞阻尼系数在0.598~0.618,位移延性系数在3.28~4.96,表现出良好的耗能性能及变形性能;因错位、变梁形成的异型内节点与常规内节点相比,承载力分别提升约6.1%、14.0%、15.0%;位移延性系数提升了约-26.6%、11.0%、-14.1%,延性性能规律不明显,耗能能力、强度和刚度退化变化不大;对于左右梁截面尺寸相同且完全错开(即错位高度大于梁高)的Ⅰ类异型内节点,可按T形边节点进行设计;基于节点域传力机理,建立了Ⅱ类异型内节点抗剪计算模型,并提出了抗剪承载力计算公式,试验结果与理论计算结果吻合较好. 展开更多

关键词 错位 变梁 部分外包混凝土柱 异型内节点 低周往复加载试验 抗剪性能

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GFRP缠绕管-木-钢筋混凝土组合柱轴压性能研究

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作者 沈叶波 张富宾 +1 位作者 徐靖 方海 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2023年第10期5-9,共5页

本文通过试验研究了用玻璃纤维增强复合材料(GFRP)缠绕管约束的木-钢筋混凝土组合柱的轴向压缩性能,并与GFRP布包裹的木-钢筋混凝土组合柱进行比较,分析了各组成部分对组合柱失效模式、承载力、刚度和延性的影响。结果表明:添加木芯的G... 本文通过试验研究了用玻璃纤维增强复合材料(GFRP)缠绕管约束的木-钢筋混凝土组合柱的轴向压缩性能,并与GFRP布包裹的木-钢筋混凝土组合柱进行比较,分析了各组成部分对组合柱失效模式、承载力、刚度和延性的影响。结果表明:添加木芯的GFRP管约束柱的刚度比添加木芯的外包GFRP布组合柱刚度高36.2%~49.2%,而不同GFRP约束形式对组合柱的承载力和延性无显著影响;木芯的引入使GFRP约束柱的延性提升了23.8%~27.0%;相比于无GFRP约束的组合柱,使用GFRP缠绕管约束组合柱可使柱的承载能力显著提高146.5%~208.6%,延性提高28.4%~56.4%。 展开更多

关键词 轴压性能 GFRP缠绕管 外包GFRP布 组合柱 木芯 复合材料

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摩擦耗能部分自复位连接组合框架边节点抗震性能试验研究 被引量：12

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作者 方有珍 马雪玉 +2 位作者 耿苏齐 金晶 汪逸萍 《四川大学学报（工程科学版）》 CSCD 北大核心 2017年第3期76-84,共9页

为进一步研究摩擦耗能部分自复位连接新型卷边PEC柱-钢梁组合框架边节点的抗震性能,考虑PEC柱布置方式和柱顶竖向力2个设计参数设计制作3个缩尺试件并进行了拟静力下抗震性能试验研究。根据试验测试结果,对试件承载力、节点转动刚度、... 为进一步研究摩擦耗能部分自复位连接新型卷边PEC柱-钢梁组合框架边节点的抗震性能,考虑PEC柱布置方式和柱顶竖向力2个设计参数设计制作3个缩尺试件并进行了拟静力下抗震性能试验研究。根据试验测试结果,对试件承载力、节点转动刚度、残余侧移角、滞回耗能和节点受力机理等方面进行了分析。研究结果表明:摩擦耗能部分自复位连接可通过摩擦板摩擦滑移耗散地震能和预拉杆实现自复位功效,且整个加载过程中结构主体构件梁柱处在弹性状态;PEC柱顶竖向力明显提高了其初始抗弯刚度,而其二阶效应加快了连接的耗能发展进程,且PEC柱的布置对初始抗弯刚度、刚度退化和耗能发展进程影响较小;试件SMJ–2加载至试验结束对应层间相对侧移3.182%,其残余侧移角小于0.005 rad,即具有极佳的自复位功效,试件SMJ–3加载至中震层间相对侧移限值1/50和大震层间相对侧移限值1/30,其残余侧移角分别小于0.005和0.01 rad,自复位功效良好,而试件SMJ–1在加载至中震层间侧移限值1/50,其残余侧移角小于0.01 rad,但随后加载产生的残余侧移角由于竖向力二阶效应而增大趋势明显,自复位功效相应减弱。 展开更多

关键词 摩擦耗能部分自复位连接 pec柱组合框架边节点 自复位功效 耗能能力 拟静力试验 抗震性能

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