連柱鋼支撐結(jié)構(gòu)在地震作用下由耗能連梁首先進(jìn)入塑性耗散能量,防止主體結(jié)構(gòu)進(jìn)入塑性。在震后只需替換損傷的耗能連梁,就能使結(jié)構(gòu)快速恢復(fù)使用功能,連柱鋼支撐結(jié)構(gòu)具有理想的破壞模式。為了使耗能連梁進(jìn)入塑性的程度進(jìn)一步增加,本文提出在柱腳處連柱之間設(shè)置耗能連梁連接形成柱腳可耗能的連柱鋼支撐結(jié)構(gòu)。柱腳底板與基礎(chǔ)接觸,構(gòu)造簡(jiǎn)單。不限制柱腳的豎向變形,以增加水平荷載作用下耗能連梁的剪切變形,提高結(jié)構(gòu)的耗能性能。本文通過試驗(yàn)研究與ABAQUS有限元軟件模擬相結(jié)合的方法研究了柱腳耗能的連柱鋼支撐結(jié)構(gòu)的抗震性能,主要的研究工作內(nèi)容如下:(1)設(shè)計(jì)了柱腳耗能的連柱鋼支撐結(jié)構(gòu)縮尺試驗(yàn)試件,耗能連梁替換一次。其中采用開孔耗能連梁的為L(zhǎng)CB-1試件,采用帶加勁肋耗能連梁的為L(zhǎng)CB-2試件。對(duì)兩個(gè)試件進(jìn)行了循環(huán)加載試驗(yàn)。從滯回性能、骨架曲線、剛度退化、強(qiáng)度退化、耗能能力、連梁相對(duì)變形、各構(gòu)件應(yīng)變值等不同角度對(duì)低周往復(fù)加載后的柱腳耗能連柱鋼支撐結(jié)構(gòu)試件進(jìn)行了分析。試驗(yàn)結(jié)果表明:兩個(gè)試件均為耗能連梁首先進(jìn)入屈服,最后耗能連梁和柱腳先后破壞,整體結(jié)構(gòu)耗能能力強(qiáng),承載力高,抗側(cè)剛度大。(2)采用ABAQUS有限元軟件建立了試驗(yàn)?zāi)Ｐ?并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比,驗(yàn)證有限元建模的可信性,應(yīng)用有限元軟件分析了耗能連梁長(zhǎng)度和支撐跨跨度等設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)滯回性能的影響。有限元分析結(jié)果表明:采用帶加勁肋耗能連梁時(shí),隨著耗能連梁長(zhǎng)度增加,結(jié)構(gòu)的承載力和剛度下降,結(jié)構(gòu)的耗能能力有先增加后減少的趨勢(shì),建議耗能連梁長(zhǎng)度在(1.0~1.5)M_p/V_p范圍內(nèi)。隨著支撐跨跨度增加,結(jié)構(gòu)剛度增加,結(jié)構(gòu)的承載力以及耗能能力顯著提高。采用長(zhǎng)圓孔腹板耗能連梁時(shí),隨著耗能連梁長(zhǎng)度增加,結(jié)構(gòu)的承載力和剛度下降,結(jié)構(gòu)的耗能能力增加,隨著支撐跨跨度增加,結(jié)構(gòu)剛度、承載力以及耗能能力提高。連柱鋼支撐結(jié)構(gòu)采用長(zhǎng)圓孔耗能連梁時(shí),開孔耗能連梁孔間柱長(zhǎng)寬比增大,整體結(jié)構(gòu)的極限荷載、剛度及累積耗能都減小,建議開孔耗能連梁孔間柱長(zhǎng)寬比可取為1.1~2.1。
【學(xué)位單位】：蘇州科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TU391
【部分圖文】：

圖 1.7 耗能連梁試驗(yàn)裝置東等人[17]對(duì)多個(gè)可更換連梁中的消能梁進(jìn)行了擬靜力循環(huán)加載試驗(yàn)制度，耗能連梁尺寸，耗能連梁腹板鋼材等級(jí)和腹板加勁肋設(shè)置等能產(chǎn)生的影響。試驗(yàn)研究結(jié)果表明：剪切屈服型耗能連梁試件主要破壞：連梁腹板和其加勁肋之間發(fā)生焊縫破壞、連梁端板與翼緣之破壞；試驗(yàn)得到的試件超強(qiáng)系數(shù)平均值大于一般超強(qiáng)系數(shù)建議1-10 加載制度進(jìn)行試驗(yàn)加載得到的極限塑性轉(zhuǎn)角值約為加載制度所腹板采用低屈服鋼的耗能連梁極限塑性轉(zhuǎn)角比采用高屈服鋼時(shí)略大會(huì)導(dǎo)致耗能連梁的腹板過早屈曲，可以采用單面加勁肋布置，也可布置。忠、任亞歌等[18]用 ABAQUS 有限元分析軟件分析了 8 個(gè)參數(shù)不同了耗能連梁腹板加勁肋布置距離和耗能連梁尺寸對(duì)其性能的影響。替換耗能連梁加勁肋布置的距離改變時(shí)，其承載力大小基本沒什么連梁長(zhǎng)度改變時(shí)，其性能會(huì)發(fā)生較大改變，耗能連梁長(zhǎng)度增加會(huì)導(dǎo)單向荷載作用下的可替換耗能連梁具有較大的轉(zhuǎn)角延性系數(shù)和位

圖 1.8 端板螺栓連接 圖 1.9 雙槽鋼腹板螺栓連接紀(jì)曉東、王彥棟等[24]通過擬靜力試驗(yàn)研究了由中部耗能梁段和端部非耗能梁段接組成的連梁的性能水平，試驗(yàn)中四個(gè)試件的耗能梁段與非耗能梁段采用了不同的接方式，分別是圖 1.10 中的采用采用端板處抗剪鍵連接、圖 1.11 中的拼接板和高螺栓連接、圖 1.12 中采用的腹板處高強(qiáng)螺栓連接、圖 1.13 中的腹板處結(jié)構(gòu)膠連接試驗(yàn)研究結(jié)果表明：耗能梁段與非耗能梁段之間采用第一種連接方式時(shí)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單便，更換時(shí)間短，主要由耗能連梁段進(jìn)入塑性耗能，耗能穩(wěn)定；耗能梁段與非耗能段之間采用第二種或第三種連接方式時(shí)，耗能連梁段發(fā)生剪切屈服耗能，但連接處有螺栓滑移現(xiàn)象，連梁的極限塑性轉(zhuǎn)角與第一種連接方式的極限塑性轉(zhuǎn)角接近，但換所用時(shí)間更長(zhǎng)，腹板-螺栓連接的耗能連梁剛度小于其他連接方式下的耗能連梁度；耗能梁段與非耗能梁段之間采用第四種連接方式時(shí)，連接處結(jié)構(gòu)膠在轉(zhuǎn)角較小就產(chǎn)生開裂，易發(fā)生脆性破壞。

圖 1.8 端板螺栓連接 圖 1.9 雙槽鋼腹板螺栓連接紀(jì)曉東、王彥棟等[24]通過擬靜力試驗(yàn)研究了由中部耗能梁段和端部非耗能梁段接組成的連梁的性能水平，試驗(yàn)中四個(gè)試件的耗能梁段與非耗能梁段采用了不同的接方式，分別是圖 1.10 中的采用采用端板處抗剪鍵連接、圖 1.11 中的拼接板和高螺栓連接、圖 1.12 中采用的腹板處高強(qiáng)螺栓連接、圖 1.13 中的腹板處結(jié)構(gòu)膠連接試驗(yàn)研究結(jié)果表明：耗能梁段與非耗能梁段之間采用第一種連接方式時(shí)，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單便，更換時(shí)間短，主要由耗能連梁段進(jìn)入塑性耗能，耗能穩(wěn)定；耗能梁段與非耗能段之間采用第二種或第三種連接方式時(shí)，耗能連梁段發(fā)生剪切屈服耗能，但連接處有螺栓滑移現(xiàn)象，連梁的極限塑性轉(zhuǎn)角與第一種連接方式的極限塑性轉(zhuǎn)角接近，但換所用時(shí)間更長(zhǎng)，腹板-螺栓連接的耗能連梁剛度小于其他連接方式下的耗能連梁度；耗能梁段與非耗能梁段之間采用第四種連接方式時(shí)，連接處結(jié)構(gòu)膠在轉(zhuǎn)角較小就產(chǎn)生開裂，易發(fā)生脆性破壞。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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8 呂西林;陳云;毛苑君;;結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的新概念——可恢復(fù)功能結(jié)構(gòu)[J];同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2011年07期

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1 楊文俠;Y形偏心支撐鋼框架的結(jié)構(gòu)影響系數(shù)[D];上海交通大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2823328