高層建筑方鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)非線性地震反應(yīng)分析理論與試驗(yàn)研究.pdf

1、目前，國內(nèi)方鋼管混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用于高層建筑的工程實(shí)例并不多。但由于其節(jié)點(diǎn)連接簡單、施工方便和外形規(guī)則的特點(diǎn)，正越來越受到重視。高層建筑外形日趨新穎，體系漸為復(fù)雜。而方鋼管混凝土高層建筑，在大震下的非線性地震響應(yīng)情況還并不為人們所熟知。在大震沒有到來之前，計(jì)算和考察其整體以及局部的動(dòng)力反應(yīng)，預(yù)估失效模式和破壞狀況，提出補(bǔ)強(qiáng)措施，確定經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)目標(biāo)和方法，無疑是有意義的?！　”疚目偨Y(jié)了結(jié)構(gòu)分析的單元模型和整體計(jì)算模型；鋼和混凝土的單軸和

2、多軸本構(gòu)關(guān)系。隨后在鋼管混凝土統(tǒng)一理論的基礎(chǔ)上，提出了簡化的三線型隨動(dòng)強(qiáng)化滯回模型，采用三維空間桿系建立結(jié)構(gòu)的整體計(jì)算模型?！　∈紫韧瓿闪私Y(jié)構(gòu)在小震狀態(tài)下的靜力和反應(yīng)譜計(jì)算。對(duì)于這種平面為“L”型并且沿樓層高度不斷旋轉(zhuǎn)布置的復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系，給出了解決扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的方案，提出了合理的剛度布置措施。在此基礎(chǔ)上，采用通用非線性有限元方法，考慮材料非線性，根據(jù)簡化的方鋼管混凝土三線型隨動(dòng)強(qiáng)化模型，生成三種新材料，用以模擬三種截面的鋼管混凝土柱，進(jìn)行

3、了結(jié)構(gòu)整體的彈性和彈塑性時(shí)程分析。計(jì)算表明，彈性時(shí)程分析結(jié)果大致與反應(yīng)譜結(jié)果成正比；彈性階段結(jié)構(gòu)的響應(yīng)大致與輸入的地震能量成正比。同時(shí)，還應(yīng)注意即使加速度峰值相同的情況下，輸入不同頻譜結(jié)構(gòu)的地震波，結(jié)構(gòu)的響應(yīng)也會(huì)不同。彈塑性時(shí)程分析，則較好地預(yù)測給出了結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)塑性的時(shí)刻、部位和嚴(yán)重程度，這對(duì)于判斷薄弱部位和給出補(bǔ)強(qiáng)措施有重要意義。可以得到結(jié)論，好的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該使損傷或者塑性變形分階段發(fā)展，而不應(yīng)產(chǎn)生脆性斷裂和薄弱樓層?！　≡诘谖逭潞?/p>

4、第六章分別完成了模擬地震振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)和節(jié)點(diǎn)低周反復(fù)試驗(yàn)研究。通過振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，研究了在不同烈度和地震波輸入情況下，結(jié)構(gòu)隨地震強(qiáng)度、頻譜和持時(shí)變化而變化的非線性行為，得到了結(jié)構(gòu)由彈性、到彈塑性，直至破壞的全過程反應(yīng)。試驗(yàn)結(jié)果與第四章的彈塑性時(shí)程分析結(jié)果吻合較好。在第六章，進(jìn)行了內(nèi)隔板式、單錨定板式和雙錨定板式的方鋼管混凝土柱-鋼梁連接節(jié)點(diǎn)的低周反復(fù)加載試驗(yàn)。從節(jié)點(diǎn)在建筑中的位置，又分為十字型的中柱節(jié)點(diǎn)和丁字型的邊柱節(jié)點(diǎn)兩種。比例尺為1/4.5

5、，共9個(gè)試件。通過試驗(yàn)，研究了方鋼管混凝土內(nèi)隔板式和錨定式節(jié)點(diǎn)在地震作用下的承載能力、變形能力、滯回特性、耗能能力、破壞機(jī)制及強(qiáng)度與剛度退化規(guī)律等抗震性能。探討了方鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)的工作性能，給出了設(shè)計(jì)建議。相關(guān)結(jié)論可供今后參考?！　〉谄哒峦瓿闪苏硿黧w阻尼器的減震控制研究?？疾炝嗽谶@種復(fù)雜結(jié)構(gòu)中設(shè)置粘滯阻尼器的減震效果。對(duì)阻尼器設(shè)置位置、數(shù)量；有控和無控情況下結(jié)構(gòu)的層間位移角、樓層剪力、傾覆彎矩、基底剪力和扭矩時(shí)程；以及單個(gè)阻尼器的滯