本文關鍵詞： 防屈曲支撐 消能減震 框架結構 阻尼比 振動臺試驗 抗震性能　出處：《昆明理工大學》2017年博士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：防屈曲支撐正經歷著由鋼筋混凝土約束構件到鋼管混凝土約束構件再到全鋼約束構件的發(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,并在各國學者的研究中得以實踐和驗證,但在這樣的研究背景下,防屈曲支撐外伸連接段在試驗中出現屈曲破壞的情況仍然時有發(fā)生,這很可能并非設計方法的缺陷,而是端部構造處理上的缺陷所導致。通常,防屈曲支撐的減震作用主要通過兩方面來實現,一是彈性階段為結構提供附加抗側剛度以減小結構的位移反應;二是彈塑性階段為結構提供附加阻尼以耗散輸入結構的地震能量,從而減小結構的位移反應和剪力反應,第一種情況設計人員往往較易把握,但第二種情況的不確定因素及影響因素較多,對于如何選擇強度和剛度均與結構匹配的防屈曲支撐,設計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構間的相互作用規(guī)律不甚了解。隨著防屈曲支撐結構體系在我國工程應用中的日益增多,研究人員對防屈曲支撐結構體系在地震作用下的破壞形態(tài)及失效機理興趣濃厚,但遺憾的是,目前對該領域的研究較少,由于目前全球正處于地震動活躍時期,防屈曲支撐在經歷地震作用后,是否還能繼續(xù)正常工作,如何評價及檢測其是否能夠達到繼續(xù)工作的能力,是否需要更換,更換的標準是什么,對于這些研究,目前在學術領域及工程應用領域仍處于一片空白。本文主要研究了防屈曲支撐端部改進措施、防屈曲支撐與框架結構間的相互作用機理、防屈曲支撐結構體系的破壞形態(tài)及失效機理,主要研究內容及結論如下:(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,及外伸連接段與約束構件端部過渡處的構造缺陷,提出了一種改善外伸連接段穩(wěn)定性的構造措施。對端部改進后全鋼防屈曲支撐進行了低周往復荷載試驗,結果表明,該改進措施能有效防止外伸連接段出現屈曲破壞。理論分析結果表明,芯板單元與外圍約束構件間的接觸作用所引起的過大摩擦效應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,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理及相應的穩(wěn)定設計準則。(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理進行了試驗研究,揭示了防屈曲支撐的耗能減震機理,并討論了主體框架結構處于不同工作階段時(彈性和彈塑性),防屈曲支撐與主體框架結構間的相互作用關系,(3)發(fā)現了防屈曲支撐附加給主體框架的結構有效阻尼比變化規(guī)律及特點,并對影響附加有效阻尼比的因素進行了分析,為后文第4章的相關取值建議及設計準則奠定了基礎。同時考察了端部改進后全鋼防屈曲支撐在整體框架結構中的性能表現,結果表明,在整體框架結構中,改進后防屈曲支撐同樣未出現外伸連接段失穩(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理進行了理論研究,針對第3章試驗中發(fā)現的防屈曲支撐附加給主體框架結構有效阻尼比的變化規(guī)律及特點,理論推導了防屈曲支撐減震結構附加有效阻尼比計算公式,分析主體框架結構在不同工作狀態(tài)下(彈性和彈塑性),影響防屈曲支撐耗能能力的各項因素,并基于分析結果給出了結構設計時附加阻尼比的取值建議以及與結構參數匹配的防屈曲支撐設計原則,針對防屈曲支撐不同的工程應用模式以及不同的結構體系,理論推導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構進行了振動臺試驗研究,揭示了該結構體系在地震作用下的破壞形態(tài)及失效機理,從能量的角度出發(fā)研究了該結構體系的耗能減震特點,研究分析了在經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防屈曲支撐在經歷地震作用后繼續(xù)工作的能力,介紹了采用matlab處理振動臺試驗數據的相關原理及技術,并對如何評價和檢測歷經震后防屈曲支撐的性能及相應的更換標準進行了展望。
[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 .

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