框架結構由梁柱連接而成,自重較輕,整體性較好,廣泛應用于現(xiàn)代民用建筑和工業(yè)建筑。對于鋼框架結構來說,支撐框架是常用的結構形式,而傳統(tǒng)支撐鋼框架在地震作用下通常會產(chǎn)生較大殘余變形,在支撐屈服與框架結構破壞之前剛度較大,屈服以后剛度下降明顯,變形能力較差。針對傳統(tǒng)中心支撐鋼框架結構的這些缺點,自復位中心支撐鋼框架(SC-CBF)成為近年來發(fā)展研究的熱點,該體系主要通過在傳統(tǒng)結構中采用特殊耗能構件、增加預應力筋、增設阻尼器或者對柱腳與節(jié)點進行放松等方式使之成為具有自復位能力的結構,通過這些方式可以有效減小結構在地震中產(chǎn)生的殘余變形,增加結構的側移能力,提高結構的抗震性能,使結構具有更高的安全性。本文以此為背景,研究了自復位中心支撐鋼框架結構的抗震性能,主要研究內(nèi)容如下:(1)運用OpenSees有限元分析軟件進行推覆分析,識別了框架柱消壓、預應力筋屈服等四個極限狀態(tài),并研究了各極限狀態(tài)下SC-CBF結構的力學行為特征;(2)依據(jù)國內(nèi)外相關抗震理論與研究,探討了自復位中心支撐鋼框架結構基于性能的抗震設計方法,采用該方法設計了一幢SC-CBF結構并對其進行了抗震性能分析;(3)利用OpenSees對SC-CBF結構進行了靜力彈塑性分析、低周往復加載分析以及動力時程分析,評估了該設計結構的抗震性能;(4)通過分析不同參數(shù)、不同構型的SC-CBF結構,研究了不同GAP單元剛度、不同預應力筋截面面積以及不同預應力筋布置位置對框架結構抗震性能的影響規(guī)律。研究分析結果表明,與傳統(tǒng)中心支撐鋼框架相比,自復位中心支撐鋼框架結構具有良好的復位能力,震后幾乎沒有殘余變形,基底剪力響應也比傳統(tǒng)支撐鋼框架小,表現(xiàn)出更好的抗震性能;在進行參數(shù)變化時要根據(jù)結構整體受力機理進行設計;構型的不同對結構的側移能力、復位效果影響較大。
【學位單位】：長安大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TU391;TU352.11
【部分圖文】：

震后基本沒有殘余變形。2015 年，高文俊與呂西林[25]采用 OpenSee驗模型框架進行了數(shù)值模擬，并針對柱腳節(jié)點與梁柱節(jié)點提出了較為有2015 年，魯亮等[26]根據(jù)節(jié)點靜力試驗所識別的參數(shù)，利用有限元方法凝土框架結構的抗震性能進行了非線性時程分析，分析表明，數(shù)值模擬驗結果吻合良好。2014~2015 年，蔡小寧等[27-30]對新型自復位預應力預 節(jié)點）（圖 1.8，圖 1.9）與現(xiàn)澆框架中節(jié)點進行了試驗研究，研究了半應力框架結構抗震性能的影響。2015 年，鄒昀等[31]運用有限元軟件 AB自復位功能的預制混凝土框架節(jié)點進行了單調(diào)加載與低周往復荷載的了節(jié)點預應力筋的張拉應力、預應力筋的數(shù)量、節(jié)點配筋率等參數(shù)對節(jié)響。2016 年，劉家亮與徐福泉[32]通過試驗，研究了自復位混凝土框架，結果表明：該類節(jié)點抗剪承載力與構件連接面尺寸關系不大，而預應點抗剪承載力影響較大。張預應力錨梁無粘結后張預應力筋約束混凝土基礎摩擦阻尼器

圖 1.11 鋼絞線預拉力與水平力與位移曲線 圖 1.12 鋼絞線數(shù)量對鋼框架性能的影響1.2.4 自復位支撐鋼框架結構2006 年，Sause 等[48]提出自復位中心支撐鋼框架結構體系，通過采用動力時程分析法與靜力非線性分析法評估了三種 SC-CBFs 構型的抗震性能，研究表明，該自復位體系能夠提供充足的非線性側移能力并能減小殘余側移。2008 年，Tremblay 等[49, 50]進行了防屈曲支撐鋼框架與自復位耗能支撐(SCED)鋼框架抗震性能的研究，研究表明，SCED 框架比防屈曲支撐框架具有更小的殘余變形與較小的峰值層間側移。2008 年，Christopoulos 等[51]提出一種新型自復位耗能鋼支撐體系（圖 1.13），該體系能夠提供穩(wěn)定的耗能能力與恢復力，并且在經(jīng)歷較大的軸向變形后也不引起結構損傷。2016 年，Mehdei 等[52]為了利用自復位中心支撐框架(SC-CBF)的延性與傳統(tǒng)中心支撐框架(CBF)的經(jīng)濟性，提出了一種新穎的雙系統(tǒng)結構（圖 1.14），即上面的樓層采用傳統(tǒng) CBF，在抵抗側向力的較低樓層采用 SC-CBF，研究表明，雙系統(tǒng)結構比傳統(tǒng) CBF 結構有更好的

圖 1.11 鋼絞線預拉力與水平力與位移曲線 圖 1.12 鋼絞線數(shù)量對鋼框架性能的影響1.2.4 自復位支撐鋼框架結構2006 年，Sause 等[48]提出自復位中心支撐鋼框架結構體系，通過采用動力時程分析法與靜力非線性分析法評估了三種 SC-CBFs 構型的抗震性能，研究表明，該自復位體系能夠提供充足的非線性側移能力并能減小殘余側移。2008 年，Tremblay 等[49, 50]進行了防屈曲支撐鋼框架與自復位耗能支撐(SCED)鋼框架抗震性能的研究，研究表明，SCED 框架比防屈曲支撐框架具有更小的殘余變形與較小的峰值層間側移。2008 年，Christopoulos 等[51]提出一種新型自復位耗能鋼支撐體系（圖 1.13），該體系能夠提供穩(wěn)定的耗能能力與恢復力，并且在經(jīng)歷較大的軸向變形后也不引起結構損傷。2016 年，Mehdei 等[52]為了利用自復位中心支撐框架(SC-CBF)的延性與傳統(tǒng)中心支撐框架(CBF)的經(jīng)濟性，提出了一種新穎的雙系統(tǒng)結構（圖 1.14），即上面的樓層采用傳統(tǒng) CBF，在抵抗側向力的較低樓層采用 SC-CBF，研究表明，雙系統(tǒng)結構比傳統(tǒng) CBF 結構有更好的
【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 張紀剛;蘇銳;劉菲菲;;基于預應力拉索的自復位海洋平臺振動控制研究[J];地震工程與工程振動;2015年06期

2 周星宇;李啟才;紀瑞;韓平;;自復位率對可控搖擺自復位鋼框架抗震性能的影響[J];蘇州科技學院學報(工程技術版);2015年04期

3 劉文淵;孫國華;冷捷;;新型自復位Y型偏心支撐鋼框架結構的滯回性能[J];工程抗震與加固改造;2015年06期

4 魯亮;徐穎超;呂西林;李鴻;劉兢兢;;自復位鋼筋混凝土框架地震響應數(shù)值模擬[J];地震工程與工程振動;2015年05期

5 王濤;黃俊奎;孟麗巖;許國山;王貞;丁勇;;彈簧式自復位防屈曲支撐的抗震性能[J];黑龍江科技大學學報;2015年05期

6 韓建平;劉生文;;低周往復荷載作用下自復位鋼框架抗震性能研究[J];世界地震工程;2015年03期

7 張磊;李啟才;紀瑞;;鋼板剪力墻自復位結構體系的抗震性能研究[J];蘇州科技學院學報(工程技術版);2015年03期

8 朱昱;李啟才;紀瑞;;利用鋼板剪力墻耗能的自復位結構抗震性能研究[J];建筑鋼結構進展;2015年04期

9 張艷霞;葉吉健;楊凡;陳媛媛;;自復位鋼框架結構抗震性能動力時程分析[J];土木工程學報;2015年07期

10 鄒昀;林暉;馬衛(wèi)強;;具有自復位功能裝配式框架節(jié)點抗震性能的影響因素分析[J];工程力學;2015年S1期

相關碩士學位論文 前2條

1 宋子文;自復位耗能支撐結構的地震響應分析[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

2 張帥;半剛性自復位鋼框架的數(shù)值模擬和分析[D];華南理工大學;2010年

本文編號：2865108