本文選題：鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)　切入點(diǎn)：連梁　出處：《中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所》2017年博士論文

【摘要】：鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)是高層建筑結(jié)構(gòu)中最常用的結(jié)構(gòu)類型之一,消能減振技術(shù)作為控制結(jié)構(gòu)振動(dòng)反應(yīng)的有效手段而越來越多地應(yīng)用于鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。連梁作為鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件,在結(jié)構(gòu)體系中起到增加結(jié)構(gòu)側(cè)移剛度、傳遞墻肢間荷載和位移、擔(dān)當(dāng)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防第一道防線、強(qiáng)烈地震作用下消耗振動(dòng)能量等重要作用。鑒于連梁的重要性,自上世紀(jì)六十年代以來國(guó)內(nèi)外學(xué)者先后提出了普通配筋連梁、斜向交叉暗撐配筋連梁、菱形配筋連梁、斜向交叉鋼筋連梁、雙連梁、勁性連梁、剛性連梁、外貼鋼板式耗能連梁、剛度串聯(lián)式耗能連梁等多種連梁設(shè)計(jì)方案。其中鋼筋混凝土—軟鋼阻尼器剛度串聯(lián)式耗能連梁(以下簡(jiǎn)稱剛度串聯(lián)式耗能連梁)作為鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)消能減振領(lǐng)域內(nèi)的一項(xiàng)新技術(shù),自提出以來逐漸被多個(gè)工程項(xiàng)目采納和使用。剛度串聯(lián)式耗能連梁設(shè)計(jì)方案自上世紀(jì)九十年代被提出以來,國(guó)內(nèi)外學(xué)者進(jìn)行了一定的研究。但目前國(guó)內(nèi)外研究成果主要集中于阻尼器類型的設(shè)計(jì),而少有人研究阻尼器在結(jié)構(gòu)空間位置優(yōu)化布置的問題。本文基于國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀,針對(duì)剛度串聯(lián)式耗能連梁的設(shè)計(jì)概念、設(shè)計(jì)技術(shù)以及阻尼器沿結(jié)構(gòu)空間位置優(yōu)化等問題進(jìn)行了研究。本文主要研究工作匯總?cè)缦?1.總結(jié)并分析了鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)連梁受力特征及剛度串聯(lián)式耗能連梁工作機(jī)理。首先對(duì)連梁的震害特征以及連梁橫截面剪切應(yīng)力沿結(jié)構(gòu)高度方向分布規(guī)律進(jìn)行分析。然后基于延性設(shè)計(jì)原理,闡述了雙肢剪力墻中耦合比的概念。最后根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)阻尼器工作原理,結(jié)合連梁內(nèi)力分布特征分析和連梁震害特征總結(jié),分析了組合耗能連梁的工作機(jī)理。2.基于反應(yīng)譜理論擬合出考慮多因素的速度反應(yīng)譜阻尼效應(yīng)修正系數(shù)計(jì)算公式并剖析了減震系統(tǒng)工作原理。首先,介紹了地震反應(yīng)譜相關(guān)理論,并初步分析了兩大減震系統(tǒng)的工作機(jī)理以及其適用范圍。然后基于反應(yīng)譜理論詳細(xì)分析了兩大減震系統(tǒng)的減震原理。最后基于強(qiáng)震記錄擬合得到速度反應(yīng)譜阻尼效應(yīng)修正系數(shù)計(jì)算公式。3.提出并分析了剛度串聯(lián)式減震結(jié)構(gòu)減震性能曲線基本理論、曲線構(gòu)建方法和曲線形式,并建立了基于減震結(jié)構(gòu)性能曲線的剛度串聯(lián)式減震結(jié)構(gòu)初步設(shè)計(jì)方法。根據(jù)單自由度力學(xué)模型以及對(duì)應(yīng)的滯回曲線,并基于彈塑性反應(yīng)譜等效線性化方法的基本原理,推導(dǎo)出單自由度減震系統(tǒng)的等效周期、等效阻尼比計(jì)算公式。確定了減震結(jié)構(gòu)性能曲線繪制方法及關(guān)鍵技術(shù),建立了剛度串聯(lián)式減震結(jié)構(gòu)減震性能曲線,探討了減震結(jié)構(gòu)性能曲線的工程應(yīng)用價(jià)值。提出了基于減震結(jié)構(gòu)性能曲線的剛度串聯(lián)式減震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)流程。4.提出了軟鋼阻尼器沿鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)豎向布置的設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)原則以及設(shè)計(jì)計(jì)算公式。研究了基于減震結(jié)構(gòu)性能曲線相關(guān)理論的多自由度減震系統(tǒng)阻尼器剛度沿結(jié)構(gòu)高度方向分配原則和方法。詳細(xì)分析了每一豎向布置原則的物理意義,并對(duì)五大豎向布置原則之間的關(guān)系進(jìn)行了探討。根據(jù)阻尼器沿結(jié)構(gòu)豎向布置五大原則所對(duì)應(yīng)的力學(xué)原理及計(jì)算公式,推導(dǎo)出結(jié)構(gòu)各層阻尼器剛度和延性系數(shù)分配計(jì)算公式。5.提出了軟鋼阻尼器在鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)各層布置原則以及軟鋼阻尼器的設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)原則以及設(shè)計(jì)計(jì)算公式。提出了阻尼器沿結(jié)構(gòu)水平向布置的基本原則�；谶B梁的實(shí)際工作性能和軟鋼阻尼器的力學(xué)特性,提出了剛度串聯(lián)式耗能連梁中金屬阻尼器設(shè)計(jì)的三大原則。根據(jù)力學(xué)理論和結(jié)構(gòu)材料特性,分別推導(dǎo)出各阻尼器設(shè)計(jì)原則所對(duì)應(yīng)的方法和公式。6.采用本文建立的結(jié)構(gòu)消能減震設(shè)計(jì)方法,對(duì)一棟典型的鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行了消能減震優(yōu)化設(shè)計(jì),并使用Seismostruct有限元分析軟件對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行了彈塑性時(shí)程分析驗(yàn)證,驗(yàn)證結(jié)果表明本文所確定的剛度串聯(lián)式消能減震設(shè)計(jì)方法科學(xué)合理、結(jié)果可靠、具有工程實(shí)用價(jià)值。
[Abstract]:Reinforced concrete shear wall structure is one of the most common types of high-rise building structure, vibration energy dissipation technology as an effective means of response of vibration control is more and more used in reinforced concrete shear wall structure. The beam as an important component of reinforced concrete shear wall structure, to increase the lateral stiffness of structure in structure system transfer, wall between load and displacement, as structural seismic fortification the first line of defense, the important role of vibration energy consumption under the strong earthquake. In view of the importance of the beam, since the last century since 60s, domestic and foreign scholars have put forward the common reinforcement coupling beam, oblique cross brace reinforced beams, diamond reinforced beam, oblique to cross reinforced coupling beams, two beams, steel beams, rigid beams, externally bonded steel plate type beam energy, stiffness and other tandem link beams which reinforced design. Concrete hysteretic damper stiffness tandem link (hereinafter referred to as the stiffness of the tandem link) as the reinforced concrete shear wall structure energy dissipation is a new technology in the field of vibration, since it has been put forward gradually by the multi project adoption and use. The stiffness of the tandem type energy coupling beam design since the last century since 90s is proposed, the domestic and foreign scholars have conducted some research design. But the research results at home and abroad mainly focus on the types of dampers, and few people research the damper position in configuration space layout optimization problem. Based on the research situation at home and abroad, according to the design concept of series link stiffness, damper and design technology the structure of space location optimization problem was studied. The main research work of this paper are summarized as follows: 1. summarized and analyzed the coupling reinforced concrete shear wall structure The characteristics and the stiffness of the tandem link mechanism. Firstly, damage characteristics of coupling beams and beam cross-section shear stress distribution along the height direction of the structure were analyzed. Then, based on the principle of ductility design, describes the concept of coupling ratio of double shear wall. According to the working principle of building structure with the distribution of internal forces of coupling beam damper analyze and summarize the characteristics of beam damage, analyzes the theory of response spectrum fitting considering the damping effect of spectrum correction coefficient calculation formula and analyzed the working principle of velocity response of damping system based on multi factor working mechanism of the composite link.2.. Firstly, the seismic response spectrum theory, and analyzed the working mechanism of the two damping system as well as its application scope. Then the response spectrum based on the theory of a detailed analysis of the principle of the two shock damping system. Finally, based on the strong earthquake records fit Get the velocity response spectrum damping effect correction coefficient calculation formula of.3. is put forward and analyzed the basic theory of series stiffness damping structure damping performance curve, curve construction method and curve form, and the establishment of the performance curve of the damping structure stiffness of tandem type damping structure. According to the preliminary design method based on single degree of freedom mechanical model and the corresponding lag based on the basic principle and curve, elastoplastic response spectrum equivalent linearization method, deduced the equivalent period of SDOF system, equivalent damping ratio formula. The drawing method and the key technology of the performance curve of damping structure, the rigidity of series type damping structure damping performance curve, discusses the performance of shock absorber structure the curve value of engineering application. The performance curve of the structure stiffness of tandem type damping structure design method and design flow of.4. is proposed based on the resistance of mild steel The design method of the damper of the reinforced concrete shear wall structure calculation formula of vertical layout, design principles and design. Study on properties of damping structure based on the curve of MDOF system damper theory of stiffness along the structural height distribution principle and method. A detailed analysis of the physical meaning of each vertical layout principle, and the relationship between the principle of the five vertical layout are discussed. According to the mechanical principle and calculation formula of damper structure along the vertical layout of the five principles of the derived structure of each layer damper ductility coefficient and stiffness distribution formula of.5. is proposed in the principle of reinforced concrete shear wall structure of each layer layout and design method of the hysteretic dampers mild steel damper the calculation formula of design principles and design. This paper puts forward the basic principles to arranged along the horizontal structures based on actual coupling beam damper. The mechanical properties and hysteretic dampers, the stiffness of the series three principles of metal type energy dissipation damper design. According to the characteristics of the beam in theory and structural mechanics of materials, are deduced respectively corresponding to each damper design principle method and formula of.6. structure using the energy dissipation design of a typical method. Reinforced concrete shear wall structure of energy dissipation optimization design, and the design results of the elastic-plastic time history analysis is verified using the Seismostruct finite element analysis software, to verify the results show that the stiffness of the tandem type energy dissipation design method is scientific and reasonable, reliable and has practical value.

【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TU973.16

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本文編號(hào)：1663089