發(fā)布時(shí)間：2018-02-17 05:48

  本文關(guān)鍵詞： 防屈曲支撐 消能減震 框架結(jié)構(gòu) 阻尼比 振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn) 抗震性能　出處：《昆明理工大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：防屈曲支撐正經(jīng)歷著由鋼筋混凝土約束構(gòu)件到鋼管混凝土約束構(gòu)件再到全鋼約束構(gòu)件的發(fā)展階段,對于各類型防屈曲支撐的整體穩(wěn)定及局部穩(wěn)定的理論研究已日趨成熟,并在各國學(xué)者的研究中得以實(shí)踐和驗(yàn)證,但在這樣的研究背景下,防屈曲支撐外伸連接段在試驗(yàn)中出現(xiàn)屈曲破壞的情況仍然時(shí)有發(fā)生,這很可能并非設(shè)計(jì)方法的缺陷,而是端部構(gòu)造處理上的缺陷所導(dǎo)致。通常,防屈曲支撐的減震作用主要通過兩方面來實(shí)現(xiàn),一是彈性階段為結(jié)構(gòu)提供附加抗側(cè)剛度以減小結(jié)構(gòu)的位移反應(yīng);二是彈塑性階段為結(jié)構(gòu)提供附加阻尼以耗散輸入結(jié)構(gòu)的地震能量,從而減小結(jié)構(gòu)的位移反應(yīng)和剪力反應(yīng),第一種情況設(shè)計(jì)人員往往較易把握,但第二種情況的不確定因素及影響因素較多,對于如何選擇強(qiáng)度和剛度均與結(jié)構(gòu)匹配的防屈曲支撐,設(shè)計(jì)人員往往難以做到游刃有余,這主要是由于對防屈曲支撐與框架結(jié)構(gòu)間的相互作用規(guī)律不甚了解。隨著防屈曲支撐結(jié)構(gòu)體系在我國工程應(yīng)用中的日益增多,研究人員對防屈曲支撐結(jié)構(gòu)體系在地震作用下的破壞形態(tài)及失效機(jī)理興趣濃厚,但遺憾的是,目前對該領(lǐng)域的研究較少,由于目前全球正處于地震動(dòng)活躍時(shí)期,防屈曲支撐在經(jīng)歷地震作用后,是否還能繼續(xù)正常工作,如何評價(jià)及檢測其是否能夠達(dá)到繼續(xù)工作的能力,是否需要更換,更換的標(biāo)準(zhǔn)是什么,對于這些研究,目前在學(xué)術(shù)領(lǐng)域及工程應(yīng)用領(lǐng)域仍處于一片空白。本文主要研究了防屈曲支撐端部改進(jìn)措施、防屈曲支撐與框架結(jié)構(gòu)間的相互作用機(jī)理、防屈曲支撐結(jié)構(gòu)體系的破壞形態(tài)及失效機(jī)理,主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:(1)在第2章中,針對目前全鋼防屈曲支撐外伸連接段的屈曲破壞特點(diǎn),及外伸連接段與約束構(gòu)件端部過渡處的構(gòu)造缺陷,提出了一種改善外伸連接段穩(wěn)定性的構(gòu)造措施。對端部改進(jìn)后全鋼防屈曲支撐進(jìn)行了低周往復(fù)荷載試驗(yàn),結(jié)果表明,該改進(jìn)措施能有效防止外伸連接段出現(xiàn)屈曲破壞。理論分析結(jié)果表明,芯板單元與外圍約束構(gòu)件間的接觸作用所引起的過大摩擦效應(yīng)不利于支撐的局部穩(wěn)定控制,接觸力沿支撐軸向呈兩端大中間小的分布特點(diǎn),并且隨軸向荷載的增加而增大。分析了防屈曲支撐局部屈曲機(jī)理及相應(yīng)的穩(wěn)定設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。(2)在第3章中,對防屈曲支撐與鋼筋混凝土框架間的相互作用機(jī)理進(jìn)行了試驗(yàn)研究,揭示了防屈曲支撐的耗能減震機(jī)理,并討論了主體框架結(jié)構(gòu)處于不同工作階段時(shí)(彈性和彈塑性),防屈曲支撐與主體框架結(jié)構(gòu)間的相互作用關(guān)系,(3)發(fā)現(xiàn)了防屈曲支撐附加給主體框架的結(jié)構(gòu)有效阻尼比變化規(guī)律及特點(diǎn),并對影響附加有效阻尼比的因素進(jìn)行了分析,為后文第4章的相關(guān)取值建議及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)考察了端部改進(jìn)后全鋼防屈曲支撐在整體框架結(jié)構(gòu)中的性能表現(xiàn),結(jié)果表明,在整體框架結(jié)構(gòu)中,改進(jìn)后防屈曲支撐同樣未出現(xiàn)外伸連接段失穩(wěn)的情況。(4)在第4章中,對防屈曲支撐與鋼筋混凝土框架間的相互作用機(jī)理進(jìn)行了理論研究,針對第3章試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的防屈曲支撐附加給主體框架結(jié)構(gòu)有效阻尼比的變化規(guī)律及特點(diǎn),理論推導(dǎo)了防屈曲支撐減震結(jié)構(gòu)附加有效阻尼比計(jì)算公式,分析主體框架結(jié)構(gòu)在不同工作狀態(tài)下(彈性和彈塑性),影響防屈曲支撐耗能能力的各項(xiàng)因素,并基于分析結(jié)果給出了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)附加阻尼比的取值建議以及與結(jié)構(gòu)參數(shù)匹配的防屈曲支撐設(shè)計(jì)原則,針對防屈曲支撐不同的工程應(yīng)用模式以及不同的結(jié)構(gòu)體系,理論推導(dǎo)了防屈曲支撐多遇地震耗能及罕遇地震下的安全保證條件。(5)在第5章中,對防屈曲支撐鋼筋混凝土整體框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)研究,揭示了該結(jié)構(gòu)體系在地震作用下的破壞形態(tài)及失效機(jī)理,從能量的角度出發(fā)研究了該結(jié)構(gòu)體系的耗能減震特點(diǎn),研究分析了在經(jīng)歷地震前后防屈曲支撐的性能變化及差異,并初步嘗試探索評價(jià)防屈曲支撐在經(jīng)歷地震作用后繼續(xù)工作的能力,介紹了采用matlab處理振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的相關(guān)原理及技術(shù),并對如何評價(jià)和檢測歷經(jīng)震后防屈曲支撐的性能及相應(yīng)的更換標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了展望。
[Abstract]:In this paper , it is very difficult to understand the mechanism of buckling failure and the failure mechanism of buckling - proof support structure system . The results show that the anti - buckling support structure provides additional damping to dissipate the earthquake energy of the structure . ( 2 ) In chapter 3 , the interaction between the buckling - proof support and the reinforced concrete frame is studied .

【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TU352.1
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本文編號：1517365