滑动长孔螺栓摩擦阻尼器力学性能试验研究

王宇亮; 崔洪军; 张玉敏; 谷玉珍

doi:10.11899/zzfy20200102

滑动长孔螺栓摩擦阻尼器力学性能试验研究

doi: 10.11899/zzfy20200102

王宇亮^{1, 2, 3,},
崔洪军¹,
张玉敏^{2, 3, ,},
谷玉珍^{2, 3}

1.
河北工业大学, 土木与交通学院, 天津 300401
2.
华北理工大学, 建筑工程学院, 河北唐山 063210
3.
河北省地震工程研究中心, 河北唐山 063009

基金项目:

国家自然科学基金 51678237

详细信息

作者简介:
王宇亮, 男, 生于1980年。博士研究生, 副教授。主要从事结构抗震、防灾减灾方面的研究。E-mail:14522466@qq.com

通讯作者:
张玉敏, 女, 生于1973年。博士, 教授。E-mail:710765269@qq.com

计量
- 文章访问数: 93
- HTML全文浏览量: 32
- PDF下载量: 0
- 被引次数: 0
出版历程
- 收稿日期: 2019-07-05
- 刊出日期: 2020-03-01

Experimental Research on Mechanical Property of Friction Damper with Sliding Long-hole Bolt

Wang Yuliang^{1, 2, 3
,},
Cui Hongjun¹,
Zhang Yumin^{2, 3
, ,},
Gu Yuzhen^{2, 3}

1.
School of Civil and Transportation Engineering, Hebei University of Technology, Tianjin 300401, China
2.
College of Civil and Architectural Engineering, North China University of Science and Technology, Tangshan 063210, Hebei, China
3.
Earthquake Engineering Research Center of Hebei Province, Tangshan 063009, Hebei, China

摘要

摘要: 本文在已有摩擦阻尼器的基础上，设计可应用于装配式剪力墙竖向接缝的阻尼器。通过改变摩擦材料、高强螺栓预紧力等参数，对阻尼器工作性能参数（起滑力、起滑位移、等效初始刚度等）进行对比分析。研究结果表明，当摩擦材料为黄铜板、铝板及碳纤维板时，2个受力方向的起滑力相差不大，而当摩擦材料为橡胶板时，由于橡胶自身强度较低，2个受力方向的起滑力差异较大，工作性能相对较差；4种材料起滑位移及等效初始刚度在不同预紧力下按照一定规律变化，表现出较好的工作性能。在实际应用中，应设置碟形垫片以保证预紧力的稳定，使阻尼器工作性能良好。
- 摩擦阻尼器 /
- 起滑力 /
- 起滑位移 /
- 等效初始刚度
Abstract: Based on the existing friction dampers, a kind of damper which can be applied to the vertical joints of fabricated shear walls was designed. By changing the parameters of friction materials and preloaded force of high-strength bolts, this paper compared and analyzed the working performance parameters of the damper, such as sliding force, sliding displacement, equivalent initial stiffness, etc. The results show that when the friction material are brass plates, aluminum plates and carbon fiber plates, there is not much difference between the two directions sliding forces. When the friction material is arubber plate, due to the low strength of the rubber, the sliding forces of the two directions are different, and the working performance is not well. The sliding displacements and equivalent initial stiffness of the four friction materials change according to a certain law under different preload forces, and have good working performance. In practical applications, a belleville gasket should be set to ensure the preloaded force stability and make the damper working performance well.
- Frictiondamper /
- Sliding force /
- Sliding displacement /
- Equivalent initial stiffness

HTML全文

图 1 竖缝连接节点示意图

Figure 1. Schematic diagram of vertical joints

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 2 试验装置

Figure 2. Test equipments

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 3 加载方案

Figure 3. Loading scheme

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 4 试验后的摩擦片

Figure 4. Friction plates after test

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 5 起滑力变化趋势对比

Figure 5. Trend contrast of sliding forces

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 6 阻尼器起滑位移

Figure 6. Sliding displacements of the damper

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 7 阻尼器等效初始刚度

Figure 7. Equivalent initial stiffness of the damper

下载: 全尺寸图片幻灯片

图 8 阻尼器滞回曲线

Figure 8. Hysteretic curves of the damper

下载: 全尺寸图片幻灯片

表 1 试验结果

Table 1. Test results

摩擦材料	预紧力 /N·m	起滑力 F+/kN	起滑力 F-/kN	摩擦力不均匀系数 α	起滑位移 /mm	等效初始刚度 /N·mm^-1
黄铜板	30	245.880	-239.824	1.025	8.368	29383.365
	50	335.691	-296.601	1.132	11.113	30207.055
	70	355.744	-346.125	1.028	11.841	30043.409
铝板	30	161.454	-159.961	1.009	6.086	26528.755
	50	215.533	-201.473	1.070	10.010	21531.768
	70	289.810	-281.060	1.031	10.630	27263.405
碳纤维板	30	264.255	-323.789	0.816	12.009	22004.746
碳纤维板	50	346.364	-372.126	0.931	13.230	26180.197
橡胶板	30	107.320	-71.060	1.510	4.002	26816.592
	50	127.390	-107.863	1.181	4.442	28678.523
	70	158.803	-124.248	1.278	5.179	30662.869
	90	172.096	-140.694	1.223	6.274	27428.280
	110	231.150	-175.435	1.318	6.678	34613.657

下载: 导出CSV

参考文献(18)

韩建强, 张会峰, 乔杨, 2018.滑动长孔高强螺栓摩擦阻尼器滞回性能试验研究.建筑结构学报, 39(S2):315-320. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-JZJB2018S2043.htm

刘季, 周云, 李暄, 1996.新型摩擦耗能支撑试验研究.工程抗震, 12(2):10-13. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK199600097759

师骁, 王彦栋, 曲哲等, 2016.含摩擦阻尼器钢连梁的往复加载试验.工程力学, 33(S1):156-160. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=gclx2016z1028

隋伟宁, 周魁, 王占飞, 2018.转动型摩擦阻尼器力学性能及抗震效果分析.工业建筑, 48(4):137-143. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=gyjz201804027

吴斌, 欧进萍, 1997.Pall摩擦耗能器的设计方法.哈尔滨建筑大学学报, 30(4):9-14. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-HEBJ704.001.htm

吴斌, 欧进萍, 1999.拟粘滞摩擦耗能器的性能试验与分析.世界地震工程, 15(1):1-11. http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-SJDC199901000.htm

吴斌, 张纪刚, 欧进萍, 2003a.考虑几何非线性的Pall型摩擦阻尼器滞回特性分析.工程力学, 20(1):21-26, 47. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=gclx200301004

吴斌, 张纪刚, 欧进萍, 2003b.拟黏滞摩擦阻尼器滞回特性及支撑内力分析.哈尔滨工业大学学报, 35(7):834-838, 843, 849. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=hebgydxxb200307020

张艳霞, 赵文占, 陈媛媛等, 2015.长孔螺栓摩擦阻尼器试验研究.工程抗震与加固改造, 37(4):90-95, 73. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=gckz201504013

赵川, 潘文, 叶燎原等, 2003.摩擦耗能支撑装置的构造及安装.建筑结构, 33(8):47-48. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=jzjg200308015

中华人民共和国住房和城乡建设部, 2015.JGJ/T 101-2015建筑抗震试验规程.北京:中国建筑工业出版社.

周云, 刘季, 李暄, 1996.摩擦耗能支撑的试验研究.哈尔滨建筑大学学报, 29(3):12-17. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK199600211691

周云, 刘季, 1997.两种摩擦耗能器的比较试验研究.地震工程与工程振动, 17(1):40-48. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK199700037739

Gerald F., Anagnos T. F., Goodson T. M., et al., 1989. Slotted bolted connections in a seismic design for concentrically braced connections. Earthquake Spectra, 5(2):383-391. http://www.researchgate.net/publication/249872648_Slotted_Bolted_Connections_in_Aseismic_Design_for_Concentrically_Braced_Connections

Martinez-Rueda J. E., 2000. Incorporation of hysteretic devices on bracing systems of low invasivity: A new approach for the seismic redesing of framed structures. 12WCEE.

Morgen B. G., Kurama Y. C., 2004. A friction damper for post-tensioned precast concrete beam-to-column joints. Proceedings of 13th World Conference on Earthquake Engineering, Van couver, Canada.

Mualla I. H., 2000. Experimental evaluation of new friction damper device. Proceedings of 12th World Conference on Earthquake Engineering, Auckland, New Zealand.

Pall A. S., Marsh C., 1982. Seismic response of friction damped braced frames. Journal of the Structural Division, ASCE, 108(ST6):1313-1323. http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=CC027480363

施引文献

资源附件(0)

访问统计