帶斜撐鋼管混凝土柱-鋼梁組合框架抗震性能研究.pdf

1、框架結構具有空間布置靈活、自重輕、節(jié)省材料等優(yōu)點，是高層建筑中應用十分廣泛的結構。然而由于框架結構的側向剛度小，在強烈的地震和風荷載作用下結構所產(chǎn)生水平位移較大，易造成嚴重的非結構性破壞，因此往往在結構中加入支撐以提高其抗側剛度。雖然框架-支撐結構在一定程度上解決了結構抗側剛度的問題，但其在強震作用下支撐受壓時易產(chǎn)生屈曲現(xiàn)象，極易造成支撐本身或連接的破壞或失效，同時支撐屈曲后的滯回耗能能力變差，很難有效地耗能，使結構抗震能力降低。有鑒于

2、此，已有許多學者提出使支撐受壓不屈曲的軸力構件，簡稱防屈曲耗能支撐，此種支撐在反復拉壓力作用下進入屈服后，不會產(chǎn)生屈曲且可產(chǎn)生飽滿的滯回曲線來消耗輸入結構的地震能量。采用防屈曲耗能支撐的鋼管混凝土-鋼梁組合框架體系結合了防屈曲耗能支撐和鋼管混凝土組合結構的優(yōu)點，具有良好的耗能能力和延性，本文從數(shù)值分析和擬動力試驗著手，對該類新型結構體系進行抗震性能方面的研究。主要內(nèi)容包括：
　　 (1)從防屈曲耗能支撐的構成出發(fā)，根據(jù)已有的理論

3、分析和設計方法，設計制作了3組內(nèi)核為矩形鋼板、外圍約束為方鋼管混凝土的一字形支撐構件，按一定加載制度進行軸向反復拉壓擬靜力試驗，對3組構件的力-位移滯回曲線進行了研究。試驗結果表明該支撐耗能滯回曲線飽滿、延性高、抗震性能好。
　　 (2)采用基于能量和位移的設計方法，設計了兩榀10層3跨、3層3跨帶有防屈曲耗能支撐的鋼管混凝土-鋼梁組合框架，用有限元軟件Sap2000對其進行了數(shù)值建模與地震彈塑性時程分析，并與滿足同樣抗震條件而

4、無該類支撐的純框架進行了抗震性能對比。分析結果表明該類結構體系在小震作用下，防屈曲耗能支撐處于彈性狀態(tài)，提供給結構一定的抗側剛度，相當于普通支撐。在強震作用下，防屈曲耗能支撐開始屈服，發(fā)揮良好的耗能減震作用。與純框架的抗震性能相比，該類結構體系在層間位移、層問剪力均有較大程度的降低，具有良好的耗能減震性能。
　　 (3)采用本課題組自主開發(fā)的NetSLab擬動力試驗平臺，對上述框架進行了擬動力抗震試驗研究，其中試驗子結構采用的防