自復(fù)位防屈曲支撐結(jié)構(gòu)抗震性能及設(shè)計(jì)方法.pdf

1、現(xiàn)代城市應(yīng)具備在大災(zāi)難后足夠的恢復(fù)能力,使得人的生活不因?yàn)?zāi)難而受到大的影響。自復(fù)位體系正是在這樣的背景下產(chǎn)生的。現(xiàn)有的自復(fù)位體系大多采用形狀記憶合金或者復(fù)合有機(jī)材料充當(dāng)復(fù)位筋,兩者造價(jià)均較高。另外,部分自復(fù)位體系/支撐采用摩擦耗能機(jī)制,摩擦面的老化及穩(wěn)定性是一個(gè)棘手的問(wèn)題。防屈曲支撐以其飽滿(mǎn)穩(wěn)定的滯回性能獲得很多研究者及工程師的青睞,但是,其彈塑性耗能機(jī)制使得結(jié)構(gòu)震后產(chǎn)生不可忽略的殘余變形。
　　針對(duì)以上問(wèn)題,本文進(jìn)行了以下工作。

2、
　　(1)綜合考慮防屈曲支撐及自復(fù)位體系的優(yōu)點(diǎn),提出了一種新型防屈曲支撐——自復(fù)位防屈曲支撐(SCBRB)。在此基礎(chǔ)上,給出復(fù)位材料的選擇方案和設(shè)計(jì)方法。如果綜合復(fù)位及耗能能力,則預(yù)應(yīng)力與耗能內(nèi)芯屈服強(qiáng)度相等時(shí)為最佳方案。通過(guò)對(duì)純防屈曲支撐、純復(fù)位支撐及自復(fù)位防屈曲支撐擬靜力試驗(yàn)對(duì)比表明:復(fù)位防屈曲支撐基本消除了純防屈曲支撐的殘余變形,具有良好的復(fù)位效果和相當(dāng)?shù)暮哪苣芰Α?br>　　(2)給出單自由度防屈曲支撐體系的幾個(gè)重要參數(shù)

3、,并給出了單自由度防屈曲支撐結(jié)構(gòu)的恢復(fù)力模型與這些參數(shù)之間的關(guān)系。通過(guò)對(duì)自復(fù)位鋼框架結(jié)構(gòu)的時(shí)程分析,對(duì)比了自復(fù)位防屈曲支撐、防屈曲支撐及普通鋼框架的抗震性能;通過(guò)參數(shù)分析,給出結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)幾個(gè)重要參數(shù)的建議取值。通過(guò)對(duì)不同梁端連接方式的結(jié)構(gòu)抗震性能的研究發(fā)現(xiàn),梁對(duì)柱子轉(zhuǎn)動(dòng)約束能力越弱,則柱子彈性變形能力越強(qiáng),結(jié)構(gòu)也就越柔。當(dāng)?shù)卣饛?qiáng)度很大時(shí),則梁端鉸接體系更有利于消除殘余變形。
　　(3)對(duì)等效線(xiàn)性化方法在自復(fù)位防屈曲支撐結(jié)構(gòu)的應(yīng)用進(jìn)

4、行了研究。通過(guò)20條地震記錄下兩種等效線(xiàn)性化方法求得位移,并與非線(xiàn)性時(shí)程分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,結(jié)果表明等效線(xiàn)性化方法對(duì)于自復(fù)位結(jié)構(gòu)的精度比理想彈塑性結(jié)構(gòu)更高;等概率幅值平均等效線(xiàn)性化方法由于考慮了所有位移對(duì)等效阻尼和等效剛度的貢獻(xiàn),因此更為精確。
　　(4)基于非線(xiàn)性位移比,提出一種直接計(jì)算自復(fù)位結(jié)構(gòu)位移的方法。首先,通過(guò)對(duì)453600個(gè)單自由度體系進(jìn)行非線(xiàn)性時(shí)程分析,得到各類(lèi)場(chǎng)地統(tǒng)計(jì)意義上的等強(qiáng)度位移比譜。然后對(duì)位移比譜進(jìn)行參數(shù)分析