工程科学与技术   2017, Vol. 49 Issue (3): 76-84

Experimental Investigation on Seismic Performance of Exterior Joint with Partial Self-centering Friction Damped Connection in Composite Frame
FANG Youzhen, MA Xueyu, GENG Suqi, JIN Jing, WANG Yiping
School of Civil Eng., Suzhou Univ. of Sci. and Technol., Suzhou 215011, China
Key words: partial self-centering friction damped connection    exterior joint in composite frame    self-centering function    energy-dissipation capacity    quasi-static cyclic lateral loading tests    seismic performance

1 摩擦部分自复位连接设计方法

 图1 摩擦部分自复位连接弯矩M–转角θ曲线 Fig. 1 M-θ curve of partial self-centering friction damped connection

 图2 摩擦部分自复位连接受力机理 Fig. 2 Load-carrying mechanism of partial self-centering friction damped connection

 ${N_{{\rm{ct}}}} = {N_{{\rm{cb}}}} + {V_{\rm{b}}}$ (1)
 ${V_{\rm{b}}} = ({V_{\rm{t}}} \times H + {N_{{\rm{ct}}}} \times \varDelta )/{L_{\text{梁}}}$ (2)
 ${M_{\rm{a}}} = {P_{{\rm{PT}}}} \times {h_{\rm{b}}}/2$ (3)
 ${M_{\rm{b}}}{\rm{ = }}({P_{{\rm{PT}}}} + \Delta {P_{{\rm{PT}}}}) \times \frac{{{h_{\rm{b}}}}}{2} + {F_{\rm{f}}} \times {h_{\rm{b}}}$ (4)

2 试验概况

2.1 试件设计

 图3 试验试件 Fig. 3 Test specimens

2.2 试验方案 2.2.1 测试仪表布置

 图4 测试仪表布置 Fig. 4 Arrangement of measuring instruments

2.2.2 加载方案与加载制度

3 试验现象

 图6 试验观测 Fig. 6 Inspection of the tests

4 试验结果分析 4.1 试件滞回曲线

4.1.1 梁端弯矩–实测相对侧移角滞回曲线

 图7 梁端弯矩M–实测相对侧移角θ滞回曲线 Fig. 7 Hysteretic loops of beam-end moment-drift angle

4.1.2 梁端弯矩–节点连接转角滞回曲线

 图8 梁端弯矩–节点连接转角滞回曲线 Fig. 8 Hysteretic loops of beam-end moment-connection rotation

4.2 转动刚度退化

 图9 转动刚度示意 Fig. 9 Diagram of rotational stiffness

 图10 节点转动刚度退化曲线 Fig. 10 Rotational stiffness degradation curves of joints

 图11 节点峰值转动刚度退化曲线 Fig. 11 Peak rotation stiffness degradation curves of joints

4.3 试件残余变形

 图12 残余相对侧移角发展规律 Fig. 12 Pattern of residual drift angle

4.4 滞回耗能

 图13 试件滞回耗能曲线 Fig. 13 Hysteretic energy-dissipation curves of specimens

5 节点传力机理

 图14 节点区剪应变曲线 Fig. 14 Shear strain curves of the panel zone

 图15 节点区传力机理 Fig. 15 Force-transfer mechanism of the panel zone

6 结　论

1）摩擦T形件部分自复位连接通过设置预拉杆和辅助摩擦T形件以实现其部分自复位功效和满足结构耗散地震能的需求，且保证了结构主要受力构件基本处在弹性状态。

2）PEC柱顶竖向力大幅度提高了试件初始转动刚度，其二阶效应明显加快试件损伤耗能进程。

3）新型卷边PEC柱截面布置对初始转动刚度、刚度退化和初期耗能发展进程影响极小，充分表明新型卷边PEC柱更好满足竖向构件“双向等刚度”的设计要求。