【摘要】：可恢復(fù)功能抗震結(jié)構(gòu)是指地震后不需修復(fù)或者稍加修復(fù)就可恢復(fù)使用功能的結(jié)構(gòu),一般可以通過加入預(yù)應(yīng)力自復(fù)位元件和更換搖擺體系里集中耗能元件等方法實(shí)現(xiàn),已成為地震工程領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。針對(duì)普通鋼支撐框架結(jié)構(gòu),已有學(xué)者提出采用屈曲約束支撐(Buckling-restrained Braces,BRBs)替換底層鋼柱,罕遇地震下BRB率先屈服耗能,結(jié)構(gòu)其它部分保持彈性并繞底部轉(zhuǎn)動(dòng),類似搖擺體系控制主體結(jié)構(gòu)變形,震后可通過更換損傷的BRB快速恢復(fù)結(jié)構(gòu)功能,本文稱之為含屈曲約束柱(Buckling-restrained Columns,BRCs)的搖擺剛架。然而,有研究指出搖擺體系與基礎(chǔ)之間的連接構(gòu)造復(fù)雜,BRB端部連接形式對(duì)其耗能能力有一定影響。此外,含屈曲約束柱的搖擺剛架(Rigid Rocking Frames with BRCs,RRFBs)連接性能研究鮮有報(bào)道。為此,本文以RRFB為研究對(duì)象,主要通過擬靜力試驗(yàn)和數(shù)值模擬方法,重點(diǎn)研究連接形式對(duì)RRFB抗震性能和BRC性能的影響,具體的研究工作如下:(1)完成了5榀帶有不同BRC及支座連接形式的RRFB結(jié)構(gòu)擬靜力試驗(yàn),分析了BRC與搖擺剛架以及搖擺剛架與基礎(chǔ)分別采用銷軸、螺栓及焊接(剛接)連接時(shí)搖擺剛架及BRC的變形及破壞形式;并分析了含有不同連接形式的RRFB結(jié)構(gòu)滯回曲線、強(qiáng)度及剛度退化、搖擺剛架柱底轉(zhuǎn)角及BRC耗能等抗震性能的差別。(2)首先,通過使用ABAQUS軟件建立有限元模型,研究上述試驗(yàn)中RRFB平面外變形及BRC破壞形式產(chǎn)生的原因;然后,分析施加側(cè)向約束后含不同連接形式BRC的RRFB滯回曲線、BRC變形及預(yù)計(jì)斷裂位置,結(jié)果表明施加側(cè)向約束后結(jié)構(gòu)的滯回曲線飽滿,支座采用剛接時(shí)結(jié)構(gòu)承載力較高;BRC采用不同連接時(shí),其變形及預(yù)計(jì)斷裂位置存在一定差別。(3)RRFB承載能力和耗能能力取決于BRC的設(shè)計(jì)和性能發(fā)揮,一旦BRC失效,將降低其抗震性能。為提高RRFB結(jié)構(gòu)在BRC屈服后的抗震性能,提出雙階屈服型含屈曲約束柱的搖擺剛架(Two-level Yielding RRFB,TYRRFB),并對(duì)TYRRFB結(jié)構(gòu)進(jìn)行擬靜力試驗(yàn)及數(shù)值模擬研究。結(jié)果表明相比于RRFB,TYRRFB在不影響B(tài)RC性能的前提下,能夠進(jìn)一步提高RRFB結(jié)構(gòu)的抗震性能。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU352.11

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2692642