新型PEC柱‑钢梁BRS耗能部分自复位组合框架抗震试验研究

方有珍; 杨勇; 孙敏; 孙国华

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.20221213001

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新型PEC柱‑钢梁BRS耗能部分自复位组合框架抗震试验研究

论文 | 更新时间：2025-08-27

- 新型PEC柱‑钢梁BRS耗能部分自复位组合框架抗震试验研究
- Experimental Study on Seismic Performance of a Novel PEC Column‑steel Beam Composite Frame with Partial Self‑centering BRS Energy‑dissipating Connection
- 防灾减灾工程学报 2025年45卷第4期页码：888-896
- 作者机构：
  
  1.苏州科技学大学土木工程学院，江苏苏州 215011
  2.西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安 710055
- 作者简介：
  
  方有珍（1972—），男，教授，博士。主要从事组合结构抗震性能研究。E‑mail：fyz72@mail.usts.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目(52178149;51478286);江苏省教育厅重大科研项目(18KJA560003)
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20221213001
  中图分类号： TU311.3
- 收稿：2022-12-13，
  
  修回：2023-01-14，
  
  纸质出版：2025-08-28
- 稿件说明：
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方有珍,杨勇,孙敏等.新型PEC柱‑钢梁BRS耗能部分自复位组合框架抗震试验研究[J].防灾减灾工程学报,2025,45(04):888-896.

FANG Youzhen,YANG Yong,SUN Min,et al.Experimental Study on Seismic Performance of a Novel PEC Column‑steel Beam Composite Frame with Partial Self‑centering BRS Energy‑dissipating Connection[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2025,45(04):888-896.
方有珍,杨勇,孙敏等.新型PEC柱‑钢梁BRS耗能部分自复位组合框架抗震试验研究[J].防灾减灾工程学报,2025,45(04):888-896. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20221213001.

FANG Youzhen,YANG Yong,SUN Min,et al.Experimental Study on Seismic Performance of a Novel PEC Column‑steel Beam Composite Frame with Partial Self‑centering BRS Energy‑dissipating Connection[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2025,45(04):888-896. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20221213001.

摘要

为进一步研究新型PEC柱‑钢梁部分自复位连接组合框架抗震性能，考虑预拉杆长度和新型PEC柱脚连接方式，设计制作3榀新型PEC柱‑钢梁BRS耗能部分自复位组合框架1∶2缩尺试件并进行低周往复荷载试验。基于试验观察和实测数据整理，分析了试件滞回特性、抗侧刚度、自复位功效、耗能能力等抗震性能。研究结果表明：新型PEC柱‑钢梁BRS耗能部分自复位连接组合框架可通过连接T形件长圆孔尺寸设计以实现“设计地震水平实现基本复位，大震设计水平下自复位连接转变为承压型传力模式实现部分复位”的性态化设计目标；在设计地震作用下，试件主要利用辅助BRS耗能件耗能，且残余侧移不超过自复位结构侧移限值（0.3%）要求，而在大震作用阶段，试件通过辅助BRS耗能元件耗能与结构主体构件损伤耗能相结合，承载能力呈增长趋势，且卸载后实现了部分复位功效；预拉杆设置有限长度可消除梁端拉压相消而小幅度提高了试件整体性，而新型PEC柱脚铰接明显削弱了结构整体性。

Abstract

To further investigate the seismic performance of a novel PEC column-steel beam composite frame with partial self-centering connections

the length of the pre-stressed bars and the connection type at the base of the novel PEC column were considered. Three 1∶2 scale specimens of the PEC column-steel beam composite frame with partial self-centering BRS energy-dissipating connection were designed and fabricated

and low-cycle reverse loading tests were conducted. Based on test observations and measured data

the seismic performance of the specimens

including hysteretic characteristics

lateral stiffness

self-centering function

and energy dissipation capacity

was analyzed. The results showed that the PEC column-steel beam composite frame with partial self-centering BRS energy-dissipating connection could achieve the performance-based design goal of "self-centering at the design-earthquake level

and partial self-centering at the maximum considered earthquake level due to the connection transitioning to a bearing-type connection" through the dimensional design of the long slotted holes in the T-shaped connector. Under the design earthquake level

the specimens primarily utilized BRS energy-dissipating components to dissipate energy

and the residual lateral drift did not exceed the self-centering limit (0.3%). At the maximum considered earthquake level

the specimens dissipated energy through a combination of the auxiliary BRS energy-dissipating elements and damage to the main structural components

demonstrating increasing bearing capacity while achieving partial self-centering function upon unloading. The limited length of the pre-stressed bars could eliminate the counteracting effects of tension and compression at the beam ends

slightly improving the overall integrity of the specimens. The hinged connection at the base of the new PEC column significantly weakened the structural integrity.

关键词

Keywords

references

Clayton P M ， Winkley T B ， Berman J W ， et al . Experimental investigation of self‑centering steel plate shear Walls ［J］. Journal of Structural Engineering ， 2012 ， 138 （ 7 ）： 952 ‑ 960 .

吕西林，陈聪．带有可更换构件的结构体系研究进展［J］．地震工程与工程振动， 2014 ， 34 （ 1 ）： 27 ‑ 36 .

Lyu X L ， Chen C . Research progress in structural systems with replaceable members ［J］. Earthquake Engineering and Engineering Dynamics ， 2014 ， 34 （ 1 ）： 27 ‑ 36 . （in Chinese）

方有珍，杨永龙，陈赟，等．新型PEC柱‑钢梁BRS板部分自复位节点的抗震性能［J］．江苏大学学报（自然科学版）， 2014 ， 36 （ 5 ）： 598 ‑ 603 .

Fang Y Z ， Yang Y L ， Chen Y ， et al . Seismic performance of novel PEC column‑steel beam interior joint with partial post‑tensioned BRS energy‑dissipation connection ［J］. Journal of Jiangsu University（Natural Science Edition）， 2014 ， 36 （ 5 ）： 598 ‑ 603 . （in Chinese）

Tzimas A S ， Dimopoilos A I ， Karavasilis T L . EC8‑based seismic design and assessment of self‑centering post‑tensioned steel frames with viscous dampers ［J］. Journal of Constructional Steel Research ， 2015 ， 105 ： 60 ‑ 73 .

Guo T ， Song L ， Cao Z ， et al . Large‑scale tests on cyclic behavior of self‑centering prestressed concrete frames ［J］. ACI Structural Journal ， 2016 ， 113 （ 6 ）： 1263 ‑ 1274 .

Dowden D M ， Clayton P M ， Li C ， et a1 ． Full‑scale testing of self‑centering steel plate shear wall ［J］. Journal of Structural Engineering ， 2016 ， 142 （ 1 ）： 4 ‑ 15 .

方有珍，赵凯，陈赟，等．新型卷边PEC柱‑钢梁摩擦耗能型部分自复位连接中节点抗震性能试验研究［J］．土木工程学报， 2016 ， 49 （ 4 ）： 22 ‑ 30 .

Fang Y Z ， Zhao K ， Chen Y ， et al . Experimental study on seismic performance of new crimping PEC column‑steel beam interior joint with post‑tensioned friction damped connection ［J］. China Civil Engineering Journal ， 2016 ， 49 （ 4 ）： 22 ‑ 30 . （in Chinese）

谢剑，孙文笑，徐福泉，等．钢筋混凝土自复位剪力墙抗震性能试验研究［J］．建筑结构学报， 2019 ， 40 （ 2 ）： 108 ‑ 116 .

Xie J ， Sun W X ， Xu F Q ， et al . Experimental study on seismic behavior of self‑centering RC shear walls ［J］. Journal of Building Structures ， 2019 ， 40 （ 2 ）： 108 ‑ 116 . （in Chinese）

方有珍，季云，陈军，等．摩擦部分自复位连接组合框架层间抗震修复性试验研究［J］．工程科学与技术， 2019 ， 51 （ 6 ）： 60 ‑ 67 .

Fang Y Z ， Ji Y ， Chen J ， et al . Research on the anti‑seismic resilience of inter‑story substructure of partial encased concrete composite column‑steel beam frame with partial self‑centering friction damped connection ［J］. Advanced Engineering Sciences ， 2019 ， 51 （ 6 ）： 60 ‑ 67 . （in Chinese）

毕仲君，胡志强，王琪，等．基于新型自复位摩擦耗能支撑的RC框架结构地震残余变形控制［J］．振动与冲击， 2020 ， 39 （ 15 ）： 95 ‑ 102 .

Bi Z J ， Hu Z Q ， Wang Q ， et al . Seismic residual deformation control for RC frame structures based on a novel self‑centering friction damping brace ［J］. Journal of Vibration and Shock ， 2020 ， 39 （ 15 ）： 95 ‑ 102 . （in Chinese）

Huang L J ， Zhen Z . Experimental investigation of friction‑damped self‑centering prestressed concrete beam‑column connections with hidden corbels ［J］. Journal of Structural Engineering ， 2020 ， 146 （ 3 ）： 1 ‑ 15 .

方有珍，黄志豪，张志成，等．有限长度预拉杆部分自复位PEC柱组合框架中间层抗震性能试验研究［J］．建筑结构学报， 2021 ， 42 （ 4 ）： 61 ‑ 68，102 .

Fang Y Z ， Huang Z H ， Zhang Z C ， et al . Experimental study on seismic performance of inter‑story substructure of PEC column‑steel beam frame with limited length pretension bar‑partial self‑centering connection ［J］. Journal of Building Structures ， 2021 ， 42 （ 4 ）： 61 ‑ 68，102 . （in Chinese）

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