【摘要】：鋼板剪力墻自復(fù)位鋼框架結(jié)構(gòu)結(jié)合了鋼板剪力墻耗能能力與自復(fù)位框架復(fù)位性能。在地震作用下可以保證結(jié)構(gòu)主體免于破壞同時還節(jié)約了震后修復(fù)成本。開圓洞鋼板剪力墻自復(fù)位鋼框架結(jié)構(gòu)(簡稱SC-PSPSW)作為鋼板剪力墻自復(fù)位框架結(jié)構(gòu)的改進形式,在墻板上有規(guī)律的開洞可以緩解墻板在受剪過程中因拉壓力帶作用而產(chǎn)生較大面外屈曲變形,可以充分發(fā)揮其耗能能力。本文主要針對其抗震性能,結(jié)合理論分析進行一系列單跨縮尺1:2空框架及內(nèi)嵌開圓洞鋼板剪力墻自復(fù)位框架結(jié)構(gòu)的試驗研究,分析不同設(shè)計參數(shù)對結(jié)構(gòu)耗能及復(fù)位性能的影響。論文主要內(nèi)容如下:(1)利用鋼板剪力墻理論剛度推導出開圓洞鋼板剪力墻理論抗側(cè)剛度,并推導開圓洞鋼板剪力墻自復(fù)位框架初始彈性剛度,根據(jù)試驗結(jié)果進行驗證,理論值與實測值誤差穩(wěn)定在20%以內(nèi)。(2)設(shè)計了五種不同開圓洞形式內(nèi)嵌鋼板剪力墻來進行參數(shù)試驗研究。試驗通過應(yīng)變片檢測鋼框架受力情況,確保框架始終處于彈性受力范圍內(nèi)。從結(jié)構(gòu)滯回曲線,骨架曲線,預(yù)應(yīng)力變化,Mises應(yīng)力,耗能及復(fù)位效果等方面可以分析出開圓洞鋼板剪力墻自復(fù)位框架承載力相比于鋼板剪力墻自復(fù)位框架結(jié)構(gòu)略有下降,但是復(fù)位性能比鋼板剪力墻自復(fù)位框架結(jié)構(gòu)更佳,結(jié)構(gòu)整體抗震性能得到提高。(3)研究發(fā)現(xiàn)剪力墻板開洞率的大小對框架結(jié)構(gòu)承載力影響較大,結(jié)構(gòu)內(nèi)嵌墻板開洞率越小,墻板剛度削弱越小,結(jié)構(gòu)承載力越大。同時墻板開洞率越小,結(jié)構(gòu)耗能越大。墻板開洞直徑的大小對結(jié)構(gòu)復(fù)位性能影響不大,結(jié)構(gòu)耗能能力隨墻板開洞直徑的增大而減小。圓洞分布形式以墻板中心為對稱點向四周呈菱形內(nèi)外相切布置對結(jié)構(gòu)承載力削弱嚴重,墻板圓洞呈正方形均勻分布對結(jié)構(gòu)耗能能力提升顯著,而圓洞間隔列陣分布的墻板則對結(jié)構(gòu)耗能產(chǎn)生不利影響。
【圖文】：

圖 1-1 臺灣地震建筑物傾斜 圖 1-2 汶川地震中教學樓前傾圖 1-1 和圖 1-2 表示建筑物在地震作用下發(fā)生嚴重傾斜，為了減輕建筑結(jié)構(gòu)在地震作用下的破壞程度，避免人員和財產(chǎn)的損失，對于結(jié)構(gòu)抗震研究十分有必要。傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)在地震荷載作用下的破壞形式主要有梁柱節(jié)點破壞、構(gòu)件破壞、結(jié)構(gòu)倒塌破壞，一旦發(fā)生破壞，其殘余變形往往較大，這對震后修復(fù)帶來了很大難度。Garlock[1-2]，Ricles[3]和 Christopoulos 等[4]研究了一種新型可復(fù)位鋼結(jié)構(gòu)，可以有效緩解地震對結(jié)構(gòu)的破壞。這種新型鋼結(jié)構(gòu)通過在不同位置布置各種耗能裝置，在地震作用中抵消一部分地震能量。結(jié)構(gòu)因地震作用產(chǎn)生變形時，震后可通過事先施加在鋼絞線或高強螺紋鋼筋上的預(yù)應(yīng)力使結(jié)構(gòu)的傾斜部分，甚至完全恢復(fù)震前狀態(tài)。Omid Ahmadi 和 JamesM. Ricles 等[5]對該自復(fù)位結(jié)構(gòu)進行模擬并驗證了上述結(jié)構(gòu)的受力機理。這種新型復(fù)位結(jié)構(gòu)的耗能裝置最先主要集中在節(jié)點處，通過耗能鋼棒或摩擦件等耗能元件抵消部分地震能量。隨著研究的不斷深入，人們發(fā)現(xiàn)薄鋼板屈曲后強度仍有很大富余度可以利用，且薄鋼板在地震作用下發(fā)生塑性變形，可以消耗較多地震能量，因此薄鋼板剪力墻作為自復(fù)位結(jié)構(gòu)耗能元件開始受到眾多學者的關(guān)注與研究。在此研究基礎(chǔ)上，作為耗能元件的鋼板剪力墻出現(xiàn)不同形式，如開縫鋼板剪力墻、開洞鋼板剪力墻等。在罕

大學碩士論文 簡稱 MRFs）的研究為鋼框架梁柱節(jié)點提供了新的焊接方式，但大震作用下結(jié)構(gòu)易發(fā)生永久變形而未被廣泛采用。目前 MRFs 結(jié)構(gòu)以后張拉 PT 連接代替焊接。Wolski 等[21]在 MRFs 研究基礎(chǔ)上，于避免地震破壞的新型框架梁柱節(jié)點，該節(jié)點梁端下翼緣具有摩），同時后張拉預(yù)應(yīng)力鋼絞線貫穿于橫梁內(nèi)并固定于柱外翼緣，F(xiàn)D 在地震作用中消耗地震能量，，從而避免主體結(jié)構(gòu)的塑性損傷結(jié)構(gòu)提供震后自復(fù)位能力。這種節(jié)點的連接方式能夠保證梁柱始終，且不需要焊接。同時為了研究 BFFD 摩擦件、節(jié)點連接方式和加環(huán)加載下對節(jié)點性能的影響，進行了一系列試驗研究。研究結(jié)果節(jié)點提供可靠的耗能能力，且在預(yù)應(yīng)力鋼絞線作用下，節(jié)點能夠
【學位授予單位】：蘇州科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU398.2

【參考文獻】

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本文編號：2683754