梁柱半刚性连接的RCS混合结构抗震性能研究

摘要

钢筋混凝土柱-钢梁（RCS）混合结构充分发挥了钢和混凝土两种材料的特性，是一种“低成本，高效率”的结构形式。预制装配式RCS混合结构节点表现出类似于钢结构梁柱半刚性连接的半刚性特性。针对预制装配式RCS混合结构的这一特性，本文在课题组前期研究的基础上，对RCS混合结构的半刚性特性展开研究，提出一种适用于该RCS混合结构的弯矩-转角曲线模型。在此基础上，设计了3榀半刚性连接RCS混合结构平面框架，利用SAP2000软件分别对其进行静力弹塑性分析和动力弹塑性时程分析，并与相同设计的3榀刚性连接RCS混合结构框架以及3榀附加防屈曲支撑的半刚性连接RCS混合结构框架的推覆分析和时程分析结果对比分析，以研究半刚性连接节点的影响，以及梁柱半刚性连接RCS混合结构的抗震性能。
　　本文研究的主要结论有：
　　1、本文半刚性连接RCS混合结构试件的延性水平和耗能能力优于刚性连接RCS混合结构试件，半刚性连接RCS混合结构较刚性连接RCS混合结构具有更好的抗震性能。
　　2、提出了改进的外伸端板连接弯矩-转角关系曲线模型，计算结果与试验值总体趋势符合较好，表明该模型能够较好的反映类似本文试件的半刚性特性。
　　3、P-△效应影响半刚性连接RCS混合结构框架的出铰顺序，对结构出现塑性铰时的位移影响很小，但对后期尤其是结构发生破坏时的位移影响很大，使结构的侧移大大增加。
　　4、半刚性连接削弱了RCS混合结构框架的整体刚度，在地震作用下的各楼层侧移、层间位移角大于刚性连接框架，各层剪力小于刚性连接框架，抗震性能稍优于刚性连接框架。
　　5、半刚性连接节点削弱了框架的整体刚度，使框架的位移增大，层间位移角增大，但对框架的破坏形态影响不大。
　　6、防屈曲支撑通过滞回耗能有效减小半刚性连接RCS混合结构框架的地震响应，能够较好地解决半刚性连接框架由于刚度降低而导致结构变柔的问题。
　　7、半刚性连接RCS混合结构框架相对于刚性框架来说的结构刚度弱化行为，导致其位移增大，根据弱化理论，通过附加防屈曲支撑（阻尼）能够有效减小原框架的地震位移响应。

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第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 钢筋混凝土柱-钢梁混合结构的研究现状

1.3 半刚性连接弯矩-转角曲线的研究现状

1.4 半刚性连接节点对框架抗震性能影响的研究现状

1.5 已有研究的不足

1.6 本文主要的研究内容

第2章 梁柱半刚性连接RCS混合结构的半刚性行为研究

2.1 已有试验简介

2.2 梁柱半刚性连接RCS混合结构的半刚性特性

2.3 梁柱半刚性连接RCS混合结构的弯矩-转角曲线模型研究

2.4 本章小结

第3章 梁柱半刚性连接RCS混合结构框架的Pushover分析

3.1 RCS混合结构节点半刚性连接的数值建模与分析

3.2 Pushover分析方法

3.3 梁柱半刚性连接RCS混合结构框架的Pushover分析

3.4 半刚性连接节点对RCS混合结构框架抗震性能的影响

3.5 梁柱半刚性连接RCS混合结构框架的抗震性能评估

3.6 本章小结

第4章 梁柱半刚性连接RCS混合结构框架的动力弹塑性时程分析

4.1 动力弹塑性时程分析方法

4.2 框架结构分析模型和地震波的选取和调整

4.3 模态分析

4.4 多遇地震下框架结构的弹性时程分析

4.5 罕遇地震下框架结构的弹塑性时程分析

4.6 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

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