高強單邊螺栓裝配式鋼管混凝土組合框架是由鋼管混凝土柱與鋼梁通過高強單邊高強度螺栓和適宜端板連接,再通過鋼筋桁架混凝土組合樓板形成新型裝配式結構體系。此類裝配式框架具有承載力高、抗震性能優(yōu)良、施工快捷等優(yōu)點,在多、高層建筑與工業(yè)建筑中有良好的應用前景。另外,屈曲約束支撐作為消能減震技術,可以有效地提高裝配式鋼管混凝土組合框架的抗側移剛度和耗能減震效果。目前國內外對采用梁柱剛性連接節(jié)點的鋼管混凝土組合框架研究較多,但是對高強單邊螺栓連接裝配式鋼管混凝土組合框架的研究較少,尤其是屈曲約束支撐高強單邊螺栓裝配式鋼管混凝土組合框架尚缺乏抗震試驗、設計方法、破壞機理等基礎研究,為了應用和推廣此類新型結構形式,本文主要開展了以下工作:(1)進行了兩層單跨裝配式鋼管混凝土組合框架的水平低周往復荷載試驗,試件采用了高強單邊螺栓端板連接,并設置了屈曲約束支撐的,探討了柱截面類型和端板形式對組合結構整體抗震性能的影響。研究了此類裝配式結構的受力過程和破壞模式,獲得了水平荷載-水平位移滯回曲線,分析了框架結構的滯回性能、強度和剛度退化規(guī)律、延性、耗能能力等抗震性能,為建立屈曲約束支撐裝配式鋼管混凝土組合框架設...

【文章頁數(shù)】：230 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的研究背景和意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 屈曲約束支撐研究現(xiàn)狀
        1.2.2 屈曲約束支撐鋼筋混凝土框架研究現(xiàn)狀
        1.2.3 屈曲約束支撐鋼框架研究現(xiàn)狀
        1.2.4 屈曲約束支撐鋼管混凝土框架研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的研究工作
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 擬解決的關鍵問題
        1.3.3 技術路線
        1.3.4 研究內容
第二章 屈曲約束支撐裝配式鋼管混凝土組合框架結構的抗震試驗
    2.1 引言
    2.2 試件設計與制作
        2.2.1 試件的選取
        2.2.2 試件的設計、制作與安裝
    2.3 材性試驗
        2.3.1 鋼材的材性試驗
        2.3.2 混凝土的材性
        2.3.3 螺栓的材性
        2.3.4 抗剪栓釘?shù)牟男?br>    2.4 試驗方案
        2.4.1 加載方案
        2.4.2 量測內容
    2.5 試驗現(xiàn)象觀察
        2.5.1 試件BCF1
        2.5.2 試件BCF2
        2.5.3 試驗現(xiàn)象總結
    2.6 試驗結果與分析
    2.7 小結
第三章 屈曲約束支撐裝配式鋼管混凝土組合框架的抗震性能分析
    3.1 引言
    3.2 抗震性能分析
        3.2.1 荷載-位移(P-Δ)骨架曲線
        3.2.2 骨架曲線的特征點
        3.2.3 承載力退化
        3.2.4 剛度退化
        3.2.5 延性系數(shù)
        3.2.6 耗能能力
    3.3 破壞模態(tài)分析
        3.3.1 樓板裂縫分布與發(fā)展
        3.3.2 組合柱的鋼管應變分析
        3.3.3 組合梁的鋼梁應變分析
        3.3.4 栓釘?shù)膽兎治?br>        3.3.5 端板的應變分析
        3.3.6 屈曲約束支撐的應變分析
        3.3.7 塑性鉸分布
    3.4 小結
第四章 屈曲約束支撐裝配式鋼管混凝土組合框架的計算方法
    4.1 引言
    4.2 基于纖維模型的屈曲約束支撐裝配式鋼管混凝土組合框架計算方法
        4.2.1 纖維模型理論
        4.2.2 屈曲約束支撐裝配式鋼管混凝土組合框架纖維模型
        4.2.3 材料本構模型
        4.2.4 單元構件非線性纖維模型
        4.2.5 OpenSees模型的試驗驗證
    4.3 基于多尺度模型的屈曲約束支撐裝配式鋼管混凝土組合框架計算方法
        4.3.1 材料本構模型
        4.3.2 鋼管混凝土柱和組合梁的簡化計算模型
        4.3.3 屈曲約束支撐簡化計算模型
        4.3.4 單邊螺栓連接組合節(jié)點簡化計算模型
        4.3.5 Perform-3D模型的試驗驗證
    4.4 基于桿件模型的屈曲約束支撐裝配式鋼管混凝土組合框架計算方法
        4.4.1 鋼管混凝土柱簡化計算模型
        4.4.2 組合梁簡化計算模型
        4.4.3 單邊螺栓連接組合節(jié)點簡化計算模型
        4.4.4 屈曲約束支撐簡化計算模型
        4.4.5 SAP2000模型的試驗驗證
    4.5 小結
第五章 屈曲約束支撐裝配式鋼管混凝土組合框架基于位移法的抗震分析
    5.1 引言
    5.2 基于位移的抗震分析方法
        5.2.1 Q模型方法
        5.2.2 目標位移法
        5.2.3 能力譜法
    5.3 基于位移法的抗震分析
        5.3.1 工程概況
        5.3.2 基于位移法的框架結構抗震分析
        5.3.3 節(jié)點剛度變化的影響
        5.3.4 屈曲約束支撐布置方式的影響
        5.3.5 普通支撐框架與屈曲約束支撐框架結構對比
    5.4 小結
第六章 屈曲約束支撐裝配式鋼管混凝土組合框架基于能量法的抗震分析
    6.1 引言
    6.2 基于能量的抗震分析方法
        6.2.1 能量方程
        6.2.2 相對能量方程
        6.2.3 絕對能量方程
        6.2.4 相對能量方程和絕對能量方程的區(qū)別
        6.2.5 基于能量的結構損傷分析
    6.3 基于能量法的抗震分析
        6.3.1 地震波的選取
        6.3.2 基于能量的屈曲約束支撐鋼管混凝土組合框架結構抗震分析
        6.3.3 節(jié)點剛度變化的影響
        6.3.4 屈曲約束支撐布置方式的影響
        6.3.5 普通支撐與屈曲約束支撐框架結構對比
    6.4 小結
第七章 屈曲約束支撐裝配式鋼管混凝土組合框架的抗震設計方法
    7.1 引言
    7.2 設計流程
    7.3 構件與節(jié)點設計
        7.3.1 鋼管混凝土柱設計
        7.3.2 組合梁設計
        7.3.3 單邊螺栓連接梁柱組合節(jié)點設計
        7.3.4 屈曲約束支撐設計
    7.4 算例
        7.4.1 工程概況
        7.4.2 截面選擇及驗算
        7.4.3 基于位移法評價
        7.4.4 基于能量法評價
    7.5 小結
第八章 結論與展望
    8.1 結論
    8.2 創(chuàng)新點
    8.3 不足與展望
參考文獻
攻讀博士學位期間的學術活動及成果情況



本文編號：3778872