鋼管混凝土框架結構抗震性能的試驗與理論研究.pdf

1、目前,國內外對鋼管混凝土結構的研究大多集中于基本構件的力學行為,較少開展鋼管混凝土框架結構工作性能的研究.該文對鋼管混凝土框架結構的抗震性能進行了系統的試驗與理論研究,因而具有重要的理論意義和工程價值.該文研究工作的創(chuàng)新性和所取得的研究成果主要表現在以下幾個方面:1、鋼管混凝土框架結構抗震性能的模型試驗研究.基于現行規(guī)范,設計制作了一榀1/3比例的兩跨三層鋼管混凝土框架結構模型,并進行了低周反復荷載作用下的抗震性能試驗研究,結果表明,基

2、于現行規(guī)范所設計的鋼管混凝土框架在地震時能形成梁鉸破壞機制,框架的變形能力、承載能力、延性、耗能能力等受力性能均滿足抗震要求.框架模型的有效延性系數達到了7.54,遠大于一般延性框架延性系數應不小于4的要求.同時,基于鋼管混凝土柱抗彎剛度研究成果,應用"D"值法的基本原理,計算了鋼管混凝土框架結構的水平側移,理論計算值與試驗測試值符合較好.2、鋼管混凝土框架結構抗震性能的非線性有限元分析.基于鋼管混凝土受力特點,建立了適用于反復荷載作用

3、下鋼管混凝土結構材料的本構關系.分別應用鋼管混凝土統一模量理論和分離模量理論,考慮材料非線性、幾何非線性和節(jié)點加強和剛度退化等因素的影響,采用APDL參數化程序設計語言編制的命令流,對鋼管混凝土框架在低周反復荷載作用下的受力性能進行了非線性有限元分析,并與模型試驗結果相比較,二者吻合較好,從而驗證了基于統一理論的鋼管混凝土結構設計方法的可行性和適用性.3、鋼管混凝土框架結構的抗震可靠度分析.針對現行規(guī)范所設計的鋼管混凝土框架,應用Mon

4、te Carlo隨機模擬法,分析了結構在小震作用下各梁端和柱端截面屈服的相關性,由此建立了結構在小震作用下的可靠度分析方法.以結構總體破壞指標建立極限狀態(tài)方程,采用適合強柱弱梁型框架結構分析的桿系模型,提出了一種鋼管混凝土框架結構在大震作用下的可靠度分析方法.參照現行規(guī)范的結構構件抗震設計方法,建立了基于可靠度理論的鋼管混凝土框架結構體系的抗震設計表達式,分析了地震作用的變異性和抗力的變異性對地震作用分項系數的影響,給出了不同抗震類別的