帶彈簧柱腳的連柱支撐鋼框架結構是一種新型的構件可更換結構,在連柱柱腳處設置了彈簧,被釋放了部分柱腳約束,在多遇地震和設防地震烈度作用下,連柱柱腳可以向上抬起,耗能連梁兩端發生錯動,率先發生彈塑性變形,吸收地震能量,而主結構仍保持彈性狀態或極少部分達到屈服狀態。震后僅需替換破壞的耗能連梁,便可使結構恢復正常的使用功能,不會對結構的剛度、承載能力和延性等抗側力性能產生明顯影響。在罕遇地震作用下,連柱柱腳抬起高度達到限值,柱腳被約束,整個結構抗側剛度增加,提高整體結構的抗側能力。由于連柱柱腳處可以抬起,耗能連梁進入塑性耗能,減小了結構的地震響應,可以避免建筑結構的直接倒塌。為了研究連柱支撐鋼結構的抗震性能,本文主要做了以下幾項工作:(1)設計并制作了3層單跨和2層單跨帶彈簧柱腳的連柱支撐鋼框架,進行低周往復加載試驗研究,并各替換了一次耗能連梁。試驗結果表明:帶彈簧柱腳的連柱支撐鋼結構是理想的構件可替換結構體系,水平荷載作用下,一側連柱柱腳向上抬起,另一側柱腳可作為“鉸”,結構發生擺動,耗能連梁塑性充分發展。頂點位移比在1.5%之前,主結構構件基本處于彈性狀態,替換耗能連梁對結構的承載力、剛度... 

【文章來源】：蘇州科技大學江蘇省

【文章頁數】：129 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

舊金山奧克蘭海灣大橋

圖 1.1 連柱鋼框架結構 圖 1.2 連柱支撐鋼框架結構1.2 連柱結構體系的研究進展連柱體系的概念最早出現在橋梁工程中。美國舊金山-奧克蘭的海灣大橋[4]兩個塔桿之間設置剪切型耗能連梁（圖 1.3 和圖 1.4），地震作用下，通過耗能連梁變形耗散地震能量，保證大橋良好的抗震性能。耗能連梁可以設置在沿塔桿高度方向的任意位置，并且不會影響大橋的外觀和箱型梁內的交通空間。

圖 1.5 連柱鋼框架結構彈性階段 快速恢復階段防倒塌階段VΔΔy1Δy2Vy1Vy2圖 1.6 連柱鋼結構 Pushover 曲線2009 年，Dusicka，Berman 及 Purasinghe[6]針對耗能連梁的變形特點，提出了一種實用的連接方式。在耗能連梁兩個端部各焊接一塊端板，并用高強螺栓固定在柱上便于地震后更換。該連接方式存在的問題是：耗能連梁端部的塑性應變較大，端部容易發生斷裂。為了降低端部發生破壞的可能性，提出了端部設置加勁肋的設計方法（圖1.7）。利用有限元軟件 ABAQUS 對比分析了端部連接處設置或不設置加勁肋的應力狀態（圖 1.8），結果表明：耗能連梁端部設置加勁肋可以減小塑性發展程度，最大塑性應力從端板處向耗能連梁中部轉移，避免了耗能連梁端部發生破壞。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]搖擺減震框架結構抗震性能試驗研究[J]. 張國偉,趙紫薇,吳繼豐,陳鵬.  工業建筑. 2018(11)
[2]長圓孔腹板耗能梁段滯回性能研究[J]. 吳清怡,趙寶成.  工程抗震與加固改造. 2018(03)
[3]從16屆世界地震工程大會看可恢復功能抗震結構研究趨勢[J]. 呂西林,全柳萌,蔣歡軍.  地震工程與工程振動. 2017(03)
[4]柱腳可抬起的連柱鋼支撐結構抗震性能研究[J]. 劉尚,趙寶成.  工程抗震與加固改造. 2017(03)
[5]Y形偏心支撐豎向布置方式對結構抗震性能的影響[J]. 唐成杰,趙寶成.  建筑科學. 2016(07)
[6]含摩擦阻尼器鋼連梁的往復加載試驗[J]. 師驍,王彥棟,曲哲,紀曉東.  工程力學. 2016(S1)
[7]連柱支撐與K形偏心支撐鋼結構的Pushover對比分析[J]. 劉磊,趙寶成.  蘇州科技學院學報(工程技術版). 2016(02)
[8]柱端鉸型受控搖擺式鋼筋混凝土框架抗震性能的振動臺試驗研究[J]. 魯亮,江樂,李鴻,呂西林.  振動與沖擊. 2016(04)
[9]配置耗能梁的復合高強鋼框架抗震性能試驗研究[J]. 陳以一,柯珂,賀修樟,劉志瑞.  建筑結構學報. 2015(11)
[10]可更換鋼連梁抗震性能試驗研究[J]. 紀曉東,王彥棟,馬琦峰,錢稼茹.  建筑結構學報. 2015(10)

博士論文
[1]鋼-混凝土組合結構體系抗震性能研究與地震易損性分析[D]. 劉陽冰.清華大學 2009
[2]既有多高層鋼框架抗震鑒定指標體系及分析方法研究[D]. 王朝波.同濟大學 2007

碩士論文
[1]基于構件性能的RC框架結構層間位移角性能指標限值研究[D]. 黃悠越.華南理工大學 2012
[2]基于IDA方法的RC框架結構地震易損性分析研究[D]. 李文博.西安建筑科技大學 2012



本文編號：2895101