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李国强:新型金属承载-消能双功能减震技术与应用
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李国强    同济大学教授

  金属承载—消能双功能减震结构的概念、设计原则与形式。金属承载—消能双功能减震结构是由金属承载—消能双功能构件组成的结构,而金属承载—消能双功能构件是在传统金属承载构件的基础上,通过限制其屈曲,使其能够充分屈服消能,成为兼有承载功能和消能功能的双功能构件。
  金属承载-消能双功能构件因其同时具有承载功能,其设计原则与单纯消能构件的设计原则不同,承载—消能双功能构件应满足小震和风载下的承载功能,但大震下满足消能功能的抗低周疲劳破坏的要求可以满足一次大震下的累积塑性变形需求为准则(200倍的初始屈服变形),而无需满足以抗风为目标的30次反复最大变形需求。
  偏心支撑钢框架是一种传统金属承载-消能双功能减震结构,其偏心梁段小震下不屈服,中震和大震下屈服消能减震。屈曲约束钢支撑也是一种典型金属承载-消能减震构件,可将其设计成小震和风载下为承载构件而中震和大震下为消能减震构件。
  报告还先容了双阶屈服消能钢连梁、防屈曲消能钢板墙、无屈曲波形消能钢板墙以及消能柱等四种新型金属承载—消能双功能构件形式。双阶屈服消能钢连梁包括核心剪切板和外套钢箱梁组成,通过核心剪切板的剪切屈服实现小震下消能并附加阻尼减震,而外套钢箱梁保持弹性提供足够刚度保证联肢墙连梁的耦联作用;中大震时外套钢箱梁可进一步屈服消能,保证主体结构安全。防屈曲消能钢板墙由钢芯板和约束板组成,通过约束板约束钢芯板不屈曲仅屈服消能,其布置灵活,不受门、窗洞口等限制,可应用于钢框架和混凝土框架中。无屈曲波形消能钢板墙由波纹钢板和边缘构件组成,通过最优钢板波形,并控制高厚比,可保证其在反复塑性变形下不发生屈曲,消能能力强且稳定。消能柱由铰支钢柱及消能缀板构成,小震时,消能柱消能缀板保持弹性,可提供所需抗侧刚度和承载力;中大震时,消能缀板进入屈服消能,且消能柱塑性变形损伤集中于消能缀板,震后易更换。
  金属承载—消能双功能减震技术,可实现大承载、高性能、损伤可控和易修复的减震结构需求,满足国际上当前“结构功能可恢复”的抗震性能新要求,可在工程中推广应用。
原载:《工程建设标准化》2016年第12期,转载请注明出处。
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