【摘要】：支墩型連接是消能減震結(jié)構(gòu)常用的連接形式。針對《建筑消能減震技術(shù)規(guī)程》JGJ297-2013關(guān)于子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相關(guān)要求僅為原則性規(guī)定,新疆、云南地區(qū)的子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法不統(tǒng)一、不一定可靠、不合理的問題,本文對支墩型消能子結(jié)構(gòu)提出彈性設(shè)計(jì)方法。依據(jù)《建筑消能減震技術(shù)規(guī)程》第6.4.2條極限承載力要求建立支墩型消能子結(jié)構(gòu)彈性設(shè)計(jì)驗(yàn)算關(guān)系式,并介紹彈性設(shè)計(jì)驗(yàn)算關(guān)系式中各參數(shù)的取值方法,推導(dǎo)阻尼器對支墩型消能子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的附加作用;最后對彈性設(shè)計(jì)方法及新疆、云南地區(qū)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行探討、分析。主要工作及結(jié)論如下:針對彈塑性分析結(jié)果不可靠、不準(zhǔn)確的問題,提出支墩型消能子結(jié)構(gòu)彈性設(shè)計(jì)方法;考慮《建筑消能減震技術(shù)規(guī)程》第6.4.2條極限承載力要求及阻尼器極限阻尼力對子結(jié)構(gòu)附加作用,根據(jù)力的平衡建立支墩型消能子結(jié)構(gòu)彈性設(shè)計(jì)驗(yàn)算關(guān)系式。根據(jù)彈性設(shè)計(jì)思路,對支墩型消能子結(jié)構(gòu)彈性設(shè)計(jì)驗(yàn)算關(guān)系式進(jìn)行合理變換,并介紹子結(jié)構(gòu)構(gòu)件在罕遇地震作用下的內(nèi)力值取值方法。針對現(xiàn)行設(shè)計(jì)方法僅提高構(gòu)件承載力而引起地震力放大的問題,提出同時(shí)考慮結(jié)構(gòu)延性和調(diào)整構(gòu)件承載力的方法,將抗震等級引入,綜合考慮構(gòu)件延性和承載力的作用以實(shí)現(xiàn)子結(jié)構(gòu)作為重要構(gòu)件的設(shè)計(jì)目標(biāo)。總結(jié)抗震等級對子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及構(gòu)造的影響以及構(gòu)造措施對子結(jié)構(gòu)承載力的影響,并依據(jù)彈性設(shè)計(jì)方法,給出4個(gè)抗震等級和5個(gè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的20種工況組合下子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及極限承載力取值計(jì)算方法。推導(dǎo)完成5種不同布置情況下阻尼器對支墩型消能子結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的附加作用,并考慮實(shí)際工程應(yīng)用的簡便性、實(shí)用性,對不同布置情況下阻尼器對子結(jié)構(gòu)構(gòu)件的附加作用進(jìn)行簡化、合理歸并,得到簡化后的附加內(nèi)力計(jì)算公式。結(jié)果表明:簡化計(jì)算公式是偏于安全且合理的,可應(yīng)用于實(shí)際工程。總結(jié)支墩型消能子結(jié)構(gòu)梁、柱、節(jié)點(diǎn)彈性設(shè)計(jì)驗(yàn)算關(guān)系式,給出支墩型消能子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、驗(yàn)算流程及截面調(diào)整原則;利用彈性設(shè)計(jì)方法完成高烈度和低烈度地區(qū)的子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及承載力驗(yàn)算,并對某個(gè)滿足彈性設(shè)計(jì)驗(yàn)算關(guān)系式的結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈塑性分析驗(yàn)證;分別對新疆、云南地區(qū)的中震和大震設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析探討,對比分析支墩型消能子結(jié)構(gòu)彈性設(shè)計(jì)方法的合理性及可行性。結(jié)果表明:1)彈性設(shè)計(jì)方法用彈性分析下的構(gòu)件內(nèi)力完成子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與驗(yàn)算,綜合考慮提高構(gòu)件承載力與延性,設(shè)計(jì)結(jié)果安全且合理;2)罕遇地震作用下支墩型消能子結(jié)構(gòu)的內(nèi)力值由某設(shè)計(jì)準(zhǔn)則下地震作用和重力荷載作用進(jìn)行組合而得,構(gòu)件受力機(jī)理明確,設(shè)計(jì)結(jié)果可靠;3)在不同設(shè)計(jì)準(zhǔn)則下均可設(shè)計(jì)出滿足要求的子結(jié)構(gòu)且以小震設(shè)計(jì)最優(yōu)。從工程設(shè)計(jì)效率考慮,建議優(yōu)先選擇小震彈性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì);4)僅提高設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的中震設(shè)計(jì)法沒有考慮阻尼器在極限阻尼力下對子結(jié)構(gòu)的附加作用以及罕遇地震作用下的極限承載力要求,該方法不一定可靠且不合理;5)提取罕遇地震作用下的子結(jié)構(gòu)內(nèi)力進(jìn)行設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)結(jié)果不一定可靠,且該方法可能會經(jīng)過多次彈塑性分析,工作量大。
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU352.1
【圖文】：

支墩型消能子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究將各參數(shù)代入計(jì)算公式，并在 ETABS 建立模型，如圖 5-6 所示，取支墩高度 1.5m阻尼力 FD=1kN，得到 M1~M3、V1~V2， 與 EATBS 結(jié)果對比 見表 5-2 ，誤差＝ 理論推導(dǎo) - ETABSETABS 100%。（a） 框架模型 （b）加載圖示

5.3.1.3 子結(jié)構(gòu)剪力比較分析對于子結(jié)構(gòu)柱剪力，第 1 種情況與第 2 種情況相等且大于第 3 種情況，而子結(jié)構(gòu)梁剪力并未滿足此規(guī)律，其原因是第 1 種情況是頂層單跨結(jié)構(gòu)，沒有考慮周邊結(jié)構(gòu)對子結(jié)構(gòu)梁的約束作用，從而使得梁端剪力值小，相比于第 2 種情況，其缺少上層柱的約束，相比于第 3 種情況，其缺少左右跨梁的約束。下面采用 ETABS V17 計(jì)算多層或多跨結(jié)構(gòu)中的子結(jié)構(gòu)內(nèi)力，以驗(yàn)證梁的剪力值會受結(jié)構(gòu)層數(shù)或跨數(shù)的影響而發(fā)生變化。圖 5-19（a）中橫坐標(biāo)為樓層數(shù)，縱坐標(biāo)為梁段剪力值；圖 5-19（b）中橫坐標(biāo)為結(jié)構(gòu)跨數(shù)，縱坐標(biāo)為梁段剪力值。從圖中可以看出，子結(jié)構(gòu)梁的剪力值在一定層數(shù)范圍內(nèi)會隨樓層數(shù)和跨數(shù)的增加而增加，因此第 1 種情況、第 2 種情況、第 3 種情況的剪力計(jì)算公式均不能用于計(jì)算一般層中梁段剪力值，基于此，以兩端固結(jié)梁的計(jì)算公式保守代替梁段的剪力值，且從 5.2 節(jié)可知，梁段剪力主要由力矩轉(zhuǎn)動引起，且側(cè)移引起的梁端剪力與轉(zhuǎn)動引起的梁段剪力反向，出于安全設(shè)計(jì)的考慮，梁段剪力值只取轉(zhuǎn)動引起的剪力。

BwLBBwLB（a） 彎矩圖 （b） 剪力圖圖 5-22 固結(jié)梁內(nèi)力圖 231112211232322221DWDWFHkkFHkM 公式（5-75 232222231112211232 kkkLFHFHBMBDWDWW公式（5-76 2322212213111223112 kkkLFHLBMMVBDWBW公式（5-77式中，β為支墩寬度與梁跨度的比值，k2是支墩抗彎剛度與梁抗彎剛度的比值。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2770070