【摘要】：鋼交錯(cuò)桁架結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)件截面較小,填充墻對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能的影響較大,有關(guān)的研究文獻(xiàn)還未見(jiàn)發(fā)表。本文通過(guò)理論研究和數(shù)值分析探討了填充墻對(duì)鋼交錯(cuò)桁架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響,建立了用等效斜壓桿代替填充墻的簡(jiǎn)化分析模型,給出了周期折減系數(shù)。研究了帶填充墻鋼交錯(cuò)桁架的抗震性能和屈服機(jī)制,指出了結(jié)構(gòu)的薄弱桿件和薄弱層,提出了改善結(jié)構(gòu)縱向屈服機(jī)制的抗震措施和有關(guān)填充墻及RC樓板的抗震構(gòu)造設(shè)計(jì)建議,為我國(guó)正在編制完善的鋼交錯(cuò)桁架結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)規(guī)范提供技術(shù)參考。主要研究?jī)?nèi)容如下： (1)基于帶填充墻鋼框架結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)研究,驗(yàn)證了仿真分析方法的可靠性。根據(jù)在水平外力作用下填充墻的應(yīng)力分布規(guī)律,借鑒有關(guān)研究文獻(xiàn),建立了將填充墻簡(jiǎn)化為RC等效斜壓桿的簡(jiǎn)化分析模型�？紤]材料非線性、幾何非線性和接觸非線性,模擬填充墻與主體結(jié)構(gòu)之間的鋼筋連接及面面接觸關(guān)系,對(duì)帶填充墻鋼交錯(cuò)桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了數(shù)值模擬分析,驗(yàn)證了采用等效斜壓桿模型進(jìn)行結(jié)構(gòu)非線性分析的可行性。 (2)提出了計(jì)取填充墻的剛度影響,帶填充墻鋼交錯(cuò)桁架結(jié)構(gòu)周期折減系數(shù)的取值范圍。通過(guò)對(duì)多個(gè)結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行模態(tài)分析,研究了填充墻對(duì)鋼交錯(cuò)桁架結(jié)構(gòu)的自振周期及振型的影響。檢驗(yàn)了等效斜壓桿模型用于帶填充墻鋼交錯(cuò)桁架結(jié)構(gòu),進(jìn)行模態(tài)分析的適用性。 (3)研究了帶填充墻鋼交錯(cuò)桁架結(jié)構(gòu)在多遇地震作用下的抗震性能,提出了對(duì)結(jié)構(gòu)底層進(jìn)行抗震加強(qiáng)設(shè)計(jì)的建議。建立了多個(gè)帶填充墻鋼交錯(cuò)桁架結(jié)構(gòu)的有限元模型,通過(guò)對(duì)鋼交錯(cuò)桁架結(jié)構(gòu)進(jìn)行振型分解反應(yīng)譜法和動(dòng)力時(shí)程分析,比較了將填充墻用有限單元法分析、用等效斜壓桿模型和不計(jì)填充墻的剛度進(jìn)行分析的結(jié)構(gòu)樓層頂點(diǎn)位移、層間位移角及基底剪力等分析結(jié)果,對(duì)鋼交錯(cuò)桁架結(jié)構(gòu)受填充墻影響的抗震性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。 (4)研究了帶填充墻鋼交錯(cuò)桁架結(jié)構(gòu)體系的抗震能力及屈服機(jī)制,提出了改善結(jié)構(gòu)縱向屈服機(jī)制的措施。通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行能力譜分析,研究了與性能點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)位移同抗震目標(biāo)位移的關(guān)系,對(duì)結(jié)構(gòu)橫向及縱向的抗震能力進(jìn)行了評(píng)估。通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)桿件的相對(duì)剛度設(shè)計(jì)是否合理、結(jié)構(gòu)的整體安全性及結(jié)構(gòu)整體塑性變形能力的研究,根據(jù)帶填充墻鋼交錯(cuò)桁架結(jié)構(gòu)的塑性鉸出鉸順序、鉸的狀態(tài)、塑性鉸的分布規(guī)律及屈服機(jī)制,指出結(jié)構(gòu)的薄弱構(gòu)件及薄弱層。提出了在結(jié)構(gòu)的縱向布置柱間支撐、增加底層鋼柱的剛度及強(qiáng)度,有效改善結(jié)構(gòu)屈服機(jī)制的建議。 (5)分析了填充墻對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能的有利作用,結(jié)合工程設(shè)計(jì)及施工實(shí)踐中的通常做法和結(jié)構(gòu)使用過(guò)程中存在的墻體出平面穩(wěn)定及裝修維護(hù)等問(wèn)題,對(duì)于帶填充墻鋼交錯(cuò)桁架結(jié)構(gòu)提出了填充墻與主體結(jié)構(gòu)連接的抗震構(gòu)造設(shè)計(jì)要求。針對(duì)RC樓板是鋼交錯(cuò)桁架結(jié)構(gòu)縱向連接的重要構(gòu)件,分析了填充墻對(duì)RC樓板在結(jié)構(gòu)受力過(guò)程中的影響,提出了在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中加強(qiáng)RC樓板局部配筋的抗震設(shè)計(jì)要求。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TU352.11

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本文編號(hào)：2362167