[01630456]新型装配式结构抗震性能及结构三维隔震减震关键技术

装配式建筑是一种节能、环保、高效的建筑形式,符合国家建设能源节约型、环境友好型社会的需要。近些年我国各级政府不断发文大力发展建筑工业化,进一步推动了装配式建筑技术的研究和应用。各种新型装配式结构不断被提出,其抗震性能有待进一步研究。橡胶垫隔震技术是一种安全有效的结构振动控制技术,但橡胶垫一般不承受拉力,该技术应用于大高宽比三维隔震结构时,如何解决结构的倾覆问题至关重要。基于此,本项目在新型预制预应力混凝土结构、三维隔震抗倾覆装置及结构三维隔震抗倾覆、复合阻尼器减震等方面开展了相关研究,具体如下： 在新型预制预应力混凝土结构方面。提出了一种预制预应力混凝土装配整体式框架结构,通过对预制预应力混凝土梁柱节点和现浇钢筋混凝土节点进行了低周反复加载试验,观察节点裂缝发展、屈服、极限破坏等现象。采用有限元分析软件ABAQUS对新型预制预应力混凝土框架进行建模分析了新型预制预应力混凝土框架的滞回性能,并模拟了新型预制预应力混凝土框架在不同初始荷载、预应力筋和U形钢筋配筋率下的滞回性能。最终获得所提出的新型预制预应力混凝土节点和框架的抗震性能。 在三维隔震抗倾覆装置及结构三维隔震抗倾覆方面。提出了一种三维隔震抗倾覆装置,该装置既能同时实现水平和竖向隔震功能,又具有抗倾覆能力。对装置进行了性能试验,利用有限元分析软件对装置进行了实体建模及有限元模拟,并与性能试验结果相比较;提出了装置的设计方法;对安装和不安装三维隔震抗倾覆装置的大高宽比结构进行地震模拟振动台对比试验,研究了三维隔震抗倾覆装置的实际三维隔震和抗倾覆效果。 在复合阻尼器减震方面。提出了一种具有多级地震控制能力的铅挤压摩擦复合阻尼器,铅挤压摩擦复合阻尼器是装配式的,其零部件可以更换以获得不同性能;铅挤压摩擦复合阻尼器能够适应不同烈度地震,可以选择在何时使摩擦阻尼器发挥作用。复合阻尼器的一种典型用法是,在小震或者强风作用下,只有铅挤压阻尼器起耗能作用;在大震作用下,铅挤压阻尼器和摩擦阻尼器同时发挥作用进行振动控制。理论上推导了其力学模型,进行循环加载试验和数值分析得到了铅挤压摩擦复合阻尼器的性能。提出了一种椭圆形钢铅耗能器,有限元模拟分析了耗能器各参数对耗能器耗能性能的影响,拟合了椭圆形钢铅耗能器在主方向和辅方向屈服力、弹性刚度以及屈服后刚度的回归公式,分析了耗能器钢和铅平面内应力分布规律,进行了椭圆形钢铅耗能器的性能试验研究得到了其性能。 总体而言,在原有既定技术指标基础上,本项目共出版专著1部,授权国家专利8项,发表文章17篇,其中SCI/EI期刊论文11篇。本项研究可丰富装配式结构的形式,解决高层结构的三维隔震和抗倾覆问题,增加结构消能减震的作用。为新型装配式结构的发展和结构三维隔震抗倾覆及减震技术的研发推广提供技术支持。