【摘要】：由于充分利用了鋼和混凝土的優(yōu)勢，鋼框架-混凝土芯筒混合結(jié)構(gòu)在我國得到廣泛應(yīng)用。然而，傳統(tǒng)的鋼框架-混凝土芯筒混合結(jié)構(gòu)由于鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)兩者剛度和受力性能存在很大不同，，不能合理分擔(dān)地震力，而且梁柱連接延性差。因此，屈曲約束支撐半剛性連接鋼框架-混凝土芯筒混合結(jié)構(gòu)被提了出來。該結(jié)構(gòu)的半剛性連接具有良好的延性，并設(shè)置了便于更換且高效耗能的屈曲約束支撐，彌補了鋼框架抗側(cè)剛度和承載力的不足,但是目前國內(nèi)外對其抗震性能的研究非常匱乏。 本文采用有限元軟件Abaqus、Ansys，通過靜力分析計算了大量屈曲約束支撐半剛性連接鋼框架-混凝土芯筒混合結(jié)構(gòu)的彈性側(cè)移。將有限元和試驗的結(jié)果進行比較，通過對比驗證了模型的正確性。 通過彈塑性時程分析，對比了鋼框架-混凝土芯筒、半剛性連接鋼框架-混凝土芯筒和新型鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)的層間側(cè)移、能量分配和破壞形式，研究了三者的抗震耗能性能。結(jié)果表明：新型鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)在層間側(cè)移降低和均勻分布、地震能量消耗、減少脆性破壞方面更有優(yōu)勢。 分別建立兩組新型鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)的模型：(1)整體彈性側(cè)移剛度相同，但是半剛性連接鋼框架、屈曲約束支撐鋼架和混凝土芯筒相對強弱程度不同；(2)支撐縱向布置不同。通過罕遇地震作用下的彈塑性時程分析，研究了半剛性連接鋼框架、屈曲約束支撐鋼架、混凝土芯筒三者相對強弱和支撐縱向布置方式對新型鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)變形、剪力分布以及破壞形式的影響。并據(jù)此提出了兩方面的設(shè)計建議，可供設(shè)計人員參考：(1)層間側(cè)移較小同時滿足良好破壞模式時，剛度比和構(gòu)造的建議；(2)層間側(cè)移較小且分布較均勻，同時保證沿高度方向剛度不突變，屈曲約束支撐縱向布置建議。
[Abstract]:Due to the advantages of steel and concrete, steel frame-concrete core-tube hybrid structures are widely used in China. However, the traditional steel-frame-concrete core-tube hybrid structure can not reasonably share the seismic force due to the great difference between the stiffness and mechanical behavior of the steel structure and the concrete structure, and the ductility of Liang Zhu connection is poor. Therefore, the steel frame-concrete core-tube composite structure with buckle-restrained braced semi-rigid connections is lifted out. The semi-rigid connection of the structure has good ductility, and the buckling restrained braces which are easy to replace and consume energy efficiently make up for the deficiency of the lateral stiffness and bearing capacity of the steel frame, but the research on its seismic performance is very scarce at home and abroad. In this paper, the elastic lateral displacement of a large number of semi-rigid steel frame-concrete core-tube composite structures supported by buckling constraints is calculated by static analysis with the finite element software Abaqus,Ansys,. The results of finite element and test are compared and the correctness of the model is verified. Through elastic-plastic time-history analysis, the interstory displacement, energy distribution and failure of steel frame-concrete core-tube, semi-rigid steel frame-concrete core-tube and new steel-concrete hybrid structure are compared. The seismic energy dissipation performance of the three is studied. The results show that the new steel-concrete hybrid structure has more advantages in reducing the lateral displacement and uniform distribution of the layers, consuming the seismic energy and reducing the brittle failure. The models of two groups of new steel-concrete hybrid structures are established: (1) the stiffness of the whole elastic lateral displacement is the same, but the relative strength of the buckling restrained braced steel frame and the concrete core tube is different; (2) the longitudinal arrangement of the bracing is different. Based on the elastic-plastic time-history analysis under the rare earthquake, the deformation of the new steel-concrete hybrid structure with semi-rigid connection steel frame, buckling restrained braced steel frame and concrete core tube is studied. The influence of shear force distribution and failure form. Based on this, two design suggestions are put forward, which can be used for reference by designers: (1) the stiffness ratio and the structure of the layer are small while satisfying the good failure mode, and (2) the lateral displacement of the layers is smaller and the distribution is more uniform. At the same time, the stiffness along the direction of height is not abrupt, and the longitudinal arrangement of buckling restrained braces is suggested.
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TU398.9;TU352.11

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本文編號：2234395