基于高效装配技术的自复位钢结构体系研发与动力性能研究

基本信息
批准号:51778036
项目类别:面上项目
资助金额:58.00
负责人:张艳霞
学科分类:
依托单位:北京建筑大学
批准年份:2017
结题年份:2021
起止时间:2018-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:程蓓,李国华,潘登,刘安然,李振兴,邵迪楠,黄威振,郑明召,张贺昕
关键词:
减震体系设计理论自复位钢框架动力性能研究高效装配技术
结项摘要

Based on the steel assembling technology, the connection technology and construction toward the full-bolted column connection with inner steel tubes and column seat adopting flanges has been proposed, as well as two energy dissipating structural systems by adopting prestressing technique have been proposed in this project; that is the efficient prefabricated self-centering steel frame and the efficient prefabricated self-centering steel frame with intermediate column dampers that is applicable to the steel frame with large-span. On the premise of ensuring the self-centering and restoring function of the structure, the target of efficient connection that not requires the on-site aerial pretension and connects all lateral and vertical components by adopting bolts and prestressing techniques can be achieved. Theoretical deviation, numerical simulation, modeling test methods are adopted to carry out a series of researches from the static test of connection, pseudo-dynamic test of plane frame, the shaking table test of the spatial frame to dynamic performance analysis of the overall structure and design theory; that dynamic performance of the new-typed structure, the self-centering effects of the pretress and the performance after undergoing aftershocks are focused studied, as well as the working mechanism of two structural systems can be revealed. The design method theory that takes the overall-process performance in and after undergoing action of earthquakes and aftershocks as the target is established, achieving the target of being feasible after undergoing the large earthquakes and bearing the aftershocks with high magnitudes and intensive frequency. The two new-type structure systems combine the self-centering steel structural technology with the assembling technology positively advocated by the nation, achieving the high performance and the efficient connection of the structure, which are intelligent steel structural systems possessing the potential of development.

本课题基于钢结构装配技术,提出全螺栓内套管柱座法兰式柱与柱连接技术与构造,并结合预应力技术,构建高效装配式自复位钢框架和适合较大跨度的带有中间柱型阻尼器的高效装配式自复位钢框架两种新型自复位结构体系。在保证能够实现自复位钢框架震后自动复位和恢复结构功能的同时,实现了无需高空张拉预应力,结构水平和竖向构件全部采用全螺栓和预应力高效连接的目标。应用理论推导、数值模拟、模型试验手段,开展节点静力、平面框架拟动力、空间框架振动台、整体结构动力分析和设计理论的系列研究工作,重点考察新型结构的动力性能和震后预应力的自动复位作用及余震后性能,揭示两种结构体系的工作机理;建立以震中、震后、余震后全过程性能为目标的设计理论,实现大震后结构正常使用且承受密集和较大余震的目标。两种新型结构体系将钢结构自复位技术与国家积极倡导的装配技术相结合,同时实现了结构的高性能和高效连接,是一种具有发展潜力的智能钢结构体系。

项目摘要

自复位钢结构体系已经在抗震领域引起了广泛关注。从全寿命周期成本来考虑,自复位钢结构体系震后无需修复或快速修复,能抵御密集和较大余震,是一种具有发展潜力的智能钢结构体系。本课题基于钢结构装配技术,提出全螺栓芯筒式法兰柱与柱连接技术与构造,并结合预应力技术,构建高效装配式自复位钢框架和适合较大跨度的带有中间柱型阻尼器的高效装配式自复位钢框架两种新型自复位结构体系。在保证能够实现自复位钢框架震后自动复位和恢复结构功能的同时,实现了无需高空张拉预应力,结构水平和竖向构件全部采用螺栓和预应力高效连接的目标。.应用理论推导、数值模拟、模型试验手段,开展节点静力、平面框架拟动力、空间框架振动台、整体结构动力分析和设计理论的系列研究工作,重点考察新型结构的动力性能和震后预应力的自动复位作用及余震后性能,揭示了两种结构体系的工作机理、结构承载能力、变形能力、结构损伤、减震性能、震后恢复能力的影响规律;基于结构和构件以震中、震后和余震后全过程性能为目标的性能化设计理论,提出了高效装配式自复位钢框架设计理论、设计准则和设计方法;实现了大震后结构正常使用且承受密集和较大余震的目标。两种新型结构体系将钢结构自复位技术与国家积极倡导的装配技术相结合,同时实现了结构的高性能和高效连接,是一种具有发展潜力韧性钢结构体系。.项目成果在实现自动复位和耗能减震,显著提高结构抗震、减震能力的同时,能够实现结构的快速装配,装配化程度高,施工速度快捷,无污染,易拆卸、符合绿色建筑的需要。不仅对提高房屋钢结构抗震性能和震后修复能力、减少震后损失具有非常重大的意义,同时对发展节能环保新产业、实现全寿命周期的绿色建筑也具有重大意义。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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