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钢铅组合耗能器减震技术的研究及应用
成果信息
立项支持
  • 公布年份:
    2017
  • 中图分类:
    TU352.11
  • 关键词:
  • 成果简介:
    项目所属科学技术领域:土木建筑结构其他学科。 立题背景: 地震灾害造成的损失巨大,传统抗震方法通过增强结构自身的强度、刚度、延性来抵御地震,为消极的抗震对策。耗能减震技术通过在结构内设置耗能器为结构提供较好的耗能机制,地震时消耗输入结构的振动能量,有效衰减结构的地震反应,是一种有效的减震措施。 耗能器性能对耗能减震技术的减震效果至关重要,因此各种耗能器的研制备受研究者重视,其中铅阻尼器具有屈服荷载和屈服位移小等特点,并且铅具有动态回复和动态再结晶过程,为一种性能优越的耗能元件。但是由于铅这种金属的特殊性,其及其不易与其他材料连接,影响了制作形式和耗能性能。 该项目提出的钢铅组合耗能器能够克服铅不易连接的缺点,巧妙将钢和铅两种材料组合起来,既解决了铅与其它材料的连接问题,又充分发挥两种耗能机理,具有较好的耗能性能,对提升结构抗震减灾能力具有重要意义。 主要技术内容及创新点: 1.提出了新型钢铅组合耗能器的耗能原理,开发了工字型和隔板式两种结构类型的钢铅组合耗能器。钢铅组合耗能器基本原理是将钢材和铅两种材料巧妙结合,既合理利用了钢和铅两种材料的性能,又克服了铅不易连接的缺点,因此具有构造简单、成本低、屈服位移小、性能稳定等特点,对提升结构的抗震能力具有重要意义。 2.提出了具有耗能和限位双重功能的隔板式钢铅组合耗能器设计原理,当相对位移超过限定值后耗能器提供刚性支撑作用,为主体结构提供更好保护。 3.建立了工字型钢铅组合耗能器的恢复力模型,通过回归分析拟合的主要性能参数公式具有高度显著性和良好适用性。提出以滞回面积作为评价耗能器性能优劣的标准和附加条件,对工字型钢铅组合耗能器进行参数优选的方法,由此得到了一批性能较好的耗能器参数可供选择,为耗能器定型化设计奠定了基础。 4.提出了应用钢铅组合耗能器的减震体系的优化设置方法,建立快速确定耗能器的设计参数的实用设计方法。 技术经济指标: 开发的钢铅组合耗能器将钢和铅两种材料巧妙结合,克服了铅不易加工和连接的缺点,研究结果表明耗能器耗能性能稳定,构造简单,制作方便,对提升结构抗震性能具有重要意义;通过对工字型钢铅组合耗能器进行的参数优选,提供了一批性能优越的耗能器参数可供选择,为后期的推广应用奠定了基础;提出了一种钢铅组合耗能器减震体系的优化设置方法,并通过模拟地震振动台试验进行了减震效果的验证。 应用推广及效益情况: 该项目研究成果依托无锡圣丰建筑新材料有限公司和河北蓝天建筑科技有限公司进行了推广应用,成功应用建筑面积达到约62600平方米,提高了结构抗震性能,节省了工程费用,实现直接经济效益943.2万元。项目研究成果有利于提升建筑结构抗震防灾能力,促进消能减震结构的发展,成果的实施具有较大的工程意义和社会意义。 项目研究成果在《工程力学》等刊物发表论文7篇,授权发明专利2项,培养硕士研究生4名。
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