装配式摩擦‑软钢耗能支座设计与性能试验

方圣恩; 陈小妹

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.20200914001

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装配式摩擦‑软钢耗能支座设计与性能试验

论文 | 更新时间：2025-09-25

- 装配式摩擦‑软钢耗能支座设计与性能试验
- Design and Performance Tests of an Assembled Friction‑soft Steel Energy Dissipation Bearing
- 防灾减灾工程学报 2022年42卷第4期页码：761-767
- 作者机构：
  
  1.福州大学土木工程学院，福建福州350108
  2.福州大学土木工程防震减灾信息化国家地方联合工程研究中心，福建福州350108
- 作者简介：
  
  方圣恩（1980-），教授，博导，博士。主要从事结构健康监测/减隔震方面的研究。E-mail：shengen.fang@fzu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目(51578158);福州市科技计划项目(2018-G-72)
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20200914001
  中图分类号： TU997;TU352.1⁺1
- 收稿：2020-09-14，
  
  修回：2020-12-09，
  
  纸质出版：2022-08-28
- 稿件说明：
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方圣恩,陈小妹.装配式摩擦‑软钢耗能支座设计与性能试验[J].防灾减灾工程学报,2022,42(04):761-767.

FANG Shengen,CHEN Xiaomei.Design and Performance Tests of an Assembled Friction‑soft Steel Energy Dissipation Bearing[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(04):761-767.
方圣恩,陈小妹.装配式摩擦‑软钢耗能支座设计与性能试验[J].防灾减灾工程学报,2022,42(04):761-767. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20200914001.

FANG Shengen,CHEN Xiaomei.Design and Performance Tests of an Assembled Friction‑soft Steel Energy Dissipation Bearing[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2022,42(04):761-767. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20200914001.

摘要

结合滑动摩擦耗能及塑性变形耗能机制，设计了一种装配式摩擦‑软钢耗能支座。该支座可看作包含摩擦板的滑动摩擦组件与软钢棒的组合，属于一种功能分离式支座。滑动摩擦组件提供了支座的竖向和水平承载力，以及大部分耗能；而软钢棒增强了支座的屈服后水平刚度，有效减小支座滑动位移，破坏后便于更换。利用压剪试验机实测了摩擦‑软钢耗能支座的摩擦系数及耗能性能，后者包括滞回曲线、刚度退化曲线、单位滞回耗能及等效阻尼比等指标。最后提出了一种考虑承载能力系数的改进等效阻尼比。试验结果表明：不同竖向荷载下支座的摩擦系数较为稳定，软钢棒与摩擦板共同提供了支座的水平刚度和耗能能力，支座的整体耗能性能良好。

Abstract

An assembled friction-soft steel energy dissipation bearing was designed that combines the energy dissipation mechanisms of sliding friction and plastic deformations. The bearing consists of a sliding friction assembly with a friction plate and some soft steel rods， and thus， belongs to the category of functional separation bearings. The sliding friction assemblies provide the vertical and horizontal bearing capacities， as well as most of the energy dissipation. The soft steel rods enhance horizontal stiffness after yield， effectively reducing the sliding displacements of the bearing. Meanwhile， the soft steel rods are easily replaced after failure. The friction coefficients， together with the energy dissipation performance， of the friction-soft steel energy dissipation bearing were measured and tested using a pressure-shear testing machine. The energy dissipation performance was embodied by hysteresis curves， stiffness degradation curves， unit hysteresis energy and equivalent damping ratios. Finally， an improved equivalent damping ratio considering the bearing capacity was proposed based on the testing results. It was found that the friction coefficient of the bearing is relatively stable under different vertical loads. The soft steel rods and the friction plate jointly provide horizontal stiffness and energy dissipation capacity. In conclusion， the bearing offers satisfactory energy dissipation performance.

关键词

Keywords

references

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