【摘要】：鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)因具有較高的承載力及側(cè)向剛度,是我國(guó)高層建筑大量采用的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。連梁作為聯(lián)肢剪力墻抗震設(shè)防的“第一道防線”在遭遇地震作用時(shí)首先屈服并消耗地震能量以減少剪力墻墻肢的破壞,是非常重要的耗能構(gòu)件。然而,傳統(tǒng)的鋼筋混凝土連梁跨高比一般小于2,在地震中作用下容易發(fā)生脆性剪切破壞形成交叉裂縫,變形能力和耗能能力較差,且震損后難以修復(fù)。本文提出了3種可更換消能減震鋼桁架式連梁,即鋼桁架-雙層高阻尼混凝土板約束鋼桁架組合連梁(SCB1)、鋼桁架-雙層高阻尼混凝土板約束鋼板組合連梁(SCB2)與鋼桁架-雙層高阻尼混凝土板約束鋼板阻尼器組合連梁(SCB3)。三種連梁的上下弦桿為內(nèi)填高阻尼混凝土鋼管,其與混凝土剪力墻內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)預(yù)埋件鉸接。連梁SCB1中的約束鋼桁架、連梁SCB2中的約束鋼板與混凝土剪力墻內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)預(yù)埋件通過(guò)摩擦型高強(qiáng)螺栓連接,與上下弦桿通過(guò)O型235B鋼板連接件焊接。連梁SCB3中的約束鋼板僅通過(guò)摩擦型高強(qiáng)螺栓與上下弦桿上的耳板連接。本文同時(shí)結(jié)合了試驗(yàn)研究與非線性有限元分析,對(duì)可更換消能減震鋼桁架式連梁的抗震性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究與分析,主要進(jìn)行了下列研究?jī)?nèi)容:(1)對(duì)一個(gè)鋼桁架-雙層高阻尼混凝土板約束鋼桁架組合連梁試件(SCB1)、一個(gè)鋼桁架-雙層高阻尼混凝土板約束鋼板組合連梁試件(SCB2)和鋼桁架-雙層高阻尼混凝土板約束鋼板阻尼器組合連梁試件(SCB3)進(jìn)行擬靜力試驗(yàn)研究。系統(tǒng)地分析了三個(gè)試件的裂縫分布、破壞形態(tài)、承載力、滯回曲線、骨架曲線、剛度退化、位移延性以及耗能能力等性能。從試驗(yàn)結(jié)果可知:3個(gè)試件均為鋼桁架腹板和O型鋼板連接件發(fā)生塑性破壞,上下弦桿和鋼筋混凝土墻肢試驗(yàn)后沒(méi)有發(fā)生破壞,均能滿足震后可更換的要求;試件SCB3的承載能力與變形能力最好,試件SCB2的延性與耗能能力最優(yōu);雙層高阻尼混凝土板能夠有效的限制鋼腹板的平面外失穩(wěn),O型鋼板連接件能夠增強(qiáng)連梁的耗能能力。(2)通過(guò)ABAQUS軟件對(duì)三個(gè)連梁試件進(jìn)行數(shù)值模擬,通過(guò)建立的有限元模型在單調(diào)水平荷載作用下得到的模擬結(jié)果來(lái)與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,兩者吻合良好,說(shuō)明本文建立的有限元模型以及所選參數(shù)是合理可靠的。(3)在有限元模型合理的基礎(chǔ)上,以鋼腹板厚度、O型鋼板連接件厚度、鋼腹板高度、O型鋼板連接件數(shù)量,鋼腹板鋼材強(qiáng)度等級(jí)以及上下弦桿截面尺寸為參數(shù)探究這些因素對(duì)可更換消能減震鋼桁架式連梁承載能力、剛度和變形能力的影響。模擬結(jié)果表明:以上因素對(duì)連梁的承載力均有一定的影響,但鋼腹板的高度對(duì)連梁的承載力影響最明顯,增大鋼腹板高度是改善連梁承載力的有效方法;上下弦桿截面尺寸對(duì)連梁的承載力影響很小。通過(guò)ABAQUS模擬了SCB2的一種改進(jìn)方案,結(jié)果表明改進(jìn)后連梁的承載力和剛度提高明顯,承載力高于SCB3,說(shuō)明改進(jìn)方案效果良好。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU391;TU352.11
【圖文】：

圖 1.2 可更換鋼連梁 等[53]提出將一摩擦阻尼器安置在一鋼連梁的力較強(qiáng)，剛度和強(qiáng)度較大，在小震時(shí)使連梁非耗能部分。研究人員通過(guò)對(duì)普通聯(lián)肢剪力墻以及設(shè)置剛性連梁的聯(lián)肢剪力墻彈塑性動(dòng)最小的是連梁裝設(shè)摩擦阻尼器的剪力墻，結(jié)對(duì)阻尼器的布置方式進(jìn)行了優(yōu)化研究并建議

圖 1.2 可更換鋼連梁g 等[53]提出將一摩擦阻尼器安置在一鋼連梁的中能力較強(qiáng)，剛度和強(qiáng)度較大，在小震時(shí)使連梁處護(hù)非耗能部分。研究人員通過(guò)對(duì)普通聯(lián)肢剪力墻力墻以及設(shè)置剛性連梁的聯(lián)肢剪力墻彈塑性動(dòng)力應(yīng)最小的是連梁裝設(shè)摩擦阻尼器的剪力墻，結(jié)構(gòu)還對(duì)阻尼器的布置方式進(jìn)行了優(yōu)化研究并建議每

圖 1.4 粘彈性阻尼器等[55]發(fā)明了一種能夠耗能的復(fù)合阻尼器，如圖 的鋼板和橡膠材料并聯(lián)在而成。橡膠材料為高阻阻尼器提供剛度，此時(shí)主要是通過(guò)橡膠材料來(lái)消產(chǎn)生較大的塑性變形，并消耗大量能量。他們通混凝土連梁的聯(lián)肢剪力墻和一裝有復(fù)合阻尼器連，試驗(yàn)研究表明，新型剪力墻的主要在阻尼器部壞較小，滯回曲線比傳統(tǒng)連梁的剪力墻構(gòu)件更加

【參考文獻(xiàn)】

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1 紀(jì)曉東;王彥棟;馬琦峰;錢稼茹;;可更換鋼連梁抗震性能試驗(yàn)研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2015年10期

2 黨像梁;呂西林;周穎;;底部開(kāi)水平縫預(yù)應(yīng)力自復(fù)位剪力墻試驗(yàn)研究及數(shù)值模擬[J];地震工程與工程振動(dòng);2014年04期

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2 張彬彬;高層建筑剪力墻連系梁抗震性能的試驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2001年

本文編號(hào)：2791796