摇摆耗能自复位钢结构研究发展

朱非白

(同济大学结构工程与防灾研究所，上海 200092)

0 引言

目前关于地震的研究和经验表明对于地震后难损坏、易修复建筑物的需求越来越大。为此发明出一种新型摇摆耗能自复位钢框架结构体系，首先通过弱化结构部件以减小地震反应;其次耗能构件集中在结构损伤位置，实现耗能功能并且易于修复或更换;最后无粘结预应力筋提供结构的自复位功能。本文总结了国内外对于此类结构体系的研究进展和成果，主要包括抗震性能和自复位性能［1］。

1 节点摇摆耗能

2002年，Constantin［2］在无粘结预应力筋预应力钢框架结构中，针对预应力钢梁梁柱节点进行了试验和模型分析。试验结果显示，由于预应力筋的高强度特性提供接头自复位能力，节点无残余变形发生，装设的消能钢棒也发挥了耗能作用。

2002年以来，Ricles等［3］进行了自复位钢框架结构研究，进行了9个大比例节点的抗震试验，后张预应力自复位钢框架节点如图1，图2所示，其基本构成包括框架梁、柱、预应力构件、角钢或摩擦件等构件。其中，水平布置的钢绞线对框架梁产生压力并承受弯矩，梁端的剪力由梁柱接触面上的摩擦力和梁端的角钢共同承担。当地震作用达到一定程度时，梁柱的接触面张开，角钢出现塑性变形并耗能，从而避免了梁柱等主体构件的损坏。地震作用后，结构在预应力作用下恢复到原位置。研究表明，随着试验的进行自复位钢框架未出现残余变形。可见，合理设计可实现钢框架结构的“可恢复功能”。……