带偏心支撑的钢筋砼框架结构的试验研究与极限分析

摘要

该文通过对四榀具有同一外形尺寸及配筋而具有不同型式的偏心角钢支撑的钢筋砼框架和-榀相同尺寸及配筋的钢筋砼框架的对比性试验,研究了上述结构的抗侧刚度、极限承载力及结构的耗能等各项指标,探讨了偏心角钢支撑钢筋砼框架结构的受力特点,并对其极限状态进行了理论上的分析.在钢筋砼框架结构中加入偏心支撑,其主要目的是提高钢筋砼框架的抗侧刚度、改善框架结构的承载力和耗能能力.偏心支撑钢筋砼框架的设计意图是当结构在抵抗外力作用时,在弹性阶段结构有较高的抗侧刚度,而当结构进入弹塑性阶段时,利用支撑和耗能段梁的变形使结构的非弹性变形可控,体现了抗震结构″先刚后柔″的原则,使钢筋砼框架的抗震性能得到有效地改善.经低周反复荷载作用下的试验,量测了钢筋砼框架和偏心角钢支撑钢筋砼框架在试验过程中各阶段的承载力、变形、及结构的延性等因素.从所测得的结果可以看出:偏心支撑钢筋砼框架具有初始刚度大、承载力高及耗能能力好等优点.应用极限分析中的极值原理对偏心角钢支撑钢筋砼框架进行极限分析时,首先拟定与试验结果相一致的结构倒塌破坏模式,然后根据虚功原理建立了结构在极限状态时极限承载力的计算公式,从所求的权限荷载的理论值与实测值的比较来看,理论计算值与试验的实测值基本吻合,这说明利用该文拟定的结构破坏模式对偏心角钢支撑框架结构进行极限分析是一条可行的途径.

目录

文摘

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1.绪论

1.1引言

1.2对框架结构的改良研究

1.2.1人工塑性铰的研究

1.2.2带支撑的框架结构研究综述

1.3研究课题的提出

1.4主要研究内容

2.偏心支撑钢筋砼框架的试验研究

2.1概述

2.1.1耗能段剪跨比的确定

2.1.2决定钢筋砼框架拄的轴压比

2.2试件的设计及制作

2.2.1试件设计

2.2.2试件测点布置

2.2.3试件的制作

2.3试验过程

2.3.1试验装置

2.3.2加载制度

2.4试验结果

2.4.1试验过程描述

2.4.2滞回曲线

3.试验结果分析

3.1变形和耗能分析

3.1.1骨架曲线

3.1.2抗侧刚度和变形能力

3.1.3偏心支撑钢筋砼框架刚度的计算

3.1.4延性系数

3.1.5累积塑性延性系数

3.1.6平均耗能系数

3.1.7强度退化性能

3.2偏心支撑钢筋砼框架的屈服次序

3.2.1偏心支撑框架结构各构件的变形特点

3.2.2偏心支撑钢筋砼框架的服次序

3.3偏心支撑钢筋砼框架的耗能机理

3.4耗能段梁的受力分析

3.4.1耗能段梁的受力特点

3.4.2对耗能段梁受力进行分析的设想

3.5小结

4.偏心支撑钢筋砼门式框架结构的极限分析

4.1概述

4.2.1基本假定

4.2.2极限状态假定

4.3确定塑性铰的极限转角

4.4单斜杆偏心支撑钢筋砼框架极限分析

4.4.1耗能机构的选取

4.4.2虚功原理

4.5试验框架的极限分析

4.5.1耗能段梁塑性极限抗剪强度的确定

4.5.2确定框架梁和柱的塑性极限抗弯强度

4.6小结

5.结论及设计建议

5.1结论

5.2设计建议

5.2.1设计原则

5.2.2设计方法建议

5.2.3设计实例

5.2.4结论

5.2.5抗震构造要求

参考文献

致谢