菱形布置防屈曲支撑钢筋混凝土框架结构抗震性能研究

摘要

我国是众所周知的地震多发国家，在近年来的历次大震灾，如2008年汶川大地震和2010年青海玉树地震中，建筑物使用功能丧失、经济活动中断等导致的间接经济损失往往难以估计。如今，损伤控制技术已被地震工程界广泛接受并得到了极大的发展和应用，成为实现基于性能抗震设计和提高建筑结构功能可恢复性的重要手段。本文基于损伤控制的思想提出一种新型结构体系——菱形布置防屈曲支撑混凝土框架结构体系，该结构体系有如下几个优点：
　　（1）通过在单层单跨框架结构内将防屈曲支撑按菱形布置，相邻支撑轴力相互抵消，可巧妙地消除连接部位对混凝土构件的拉力作用；
　　（2）通过将四个防屈曲支撑按菱形布置，使连接节点远离主体框架结构的受弯作用较大的部位，避免主次结构间不良的相互影响；
　　（3）四个防屈曲支撑及其连接节点可形成“减震模块”，便于质量控制和现场施工组装，既可用于新建建筑，也可用于既有建筑的加固改造。
　　针对本文提出的菱形布置防屈曲支撑混凝土框架结构，首先从构件层面对BRB的超强性能进行了研究。以国内外近年来发表的各类型屈曲约束支撑的试验数据为基础，给出了与屈曲约束支撑承载力超强相关的应变硬化系数和拉压不平衡系数上限值的计算公式。设计并完成了7组Q235钢芯材屈曲约束支撑轴心受力试验，分析了超强系数与峰值应变和累积塑性应变之间的关系，研究了加载速率对超强系数的影响。
　　其次，对BRB和混凝土构件的连接方式及其性能进行了研究。提出了三种节点连接方式，分别是针对新建建筑的栓钉连接方式和针对已有建筑的植筋连接方式以及植筋+结构胶连接方式。并结合节点板理想情况下的纯剪受力模式和实际中的压剪受力模式进行了3组共6个试验体的连接节点拟静力试验来研究本文提出的三种连接方式的性能。
　　最后，进行了三个拟静力子结构模型试验来研究菱形布置防屈曲支撑混凝土框架结构体系的损伤机制和抗震性能。一个试验体为纯混凝土框架结构，作为对照组。其余两个试验体为菱形布置防屈曲支撑混凝土框架结构，其中一个试验体节点连接方式采用栓钉连接方式，另一个试验体节点接方式采用植筋连接方式。

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第一章 绪 论

1.1 引言

1.2 文献综述

1.3 研究目标

1.4 研究内容

第二章 防屈曲支撑超强性能

2.1 引言

2.2 超强系数的定义

2.3 已有研究数据

2.4 BRB轴心受力试验

2.5小结

第三章 连接节点的拟静力试验

3.1 引言

3.2 试验设计

3.3 试验准备

3.4 结果分析

3.5 小结

第四章 子结构模型的拟静力试验

4.1 引言

4.2 试验设计

4.3试验准备

4.4 结果分析

4.5 小结

第五章 结论与展望

附录A 面外约束用折架

A.1 引言

A.2 折架的基本概念

A.3 折架的实际应用

A.4 小结

插图索引

表格索引

参考文献

致谢

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攻读硕士期间发表的学术论文