鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能的試驗(yàn)與理論研究.pdf

1、目前,國內(nèi)外對鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的研究大多集中于基本構(gòu)件的力學(xué)行為,較少開展鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)工作性能的研究.該文對鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行了系統(tǒng)的試驗(yàn)與理論研究,因而具有重要的理論意義和工程價值.該文研究工作的創(chuàng)新性和所取得的研究成果主要表現(xiàn)在以下幾個方面:1、鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能的模型試驗(yàn)研究.基于現(xiàn)行規(guī)范,設(shè)計(jì)制作了一榀1/3比例的兩跨三層鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)模型,并進(jìn)行了低周反復(fù)荷載作用下的抗震性能試驗(yàn)研究,結(jié)果表明,基

2、于現(xiàn)行規(guī)范所設(shè)計(jì)的鋼管混凝土框架在地震時能形成梁鉸破壞機(jī)制,框架的變形能力、承載能力、延性、耗能能力等受力性能均滿足抗震要求.框架模型的有效延性系數(shù)達(dá)到了7.54,遠(yuǎn)大于一般延性框架延性系數(shù)應(yīng)不小于4的要求.同時,基于鋼管混凝土柱抗彎剛度研究成果,應(yīng)用"D"值法的基本原理,計(jì)算了鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)的水平側(cè)移,理論計(jì)算值與試驗(yàn)測試值符合較好.2、鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能的非線性有限元分析.基于鋼管混凝土受力特點(diǎn),建立了適用于反復(fù)荷載作用

3、下鋼管混凝土結(jié)構(gòu)材料的本構(gòu)關(guān)系.分別應(yīng)用鋼管混凝土統(tǒng)一模量理論和分離模量理論,考慮材料非線性、幾何非線性和節(jié)點(diǎn)加強(qiáng)和剛度退化等因素的影響,采用APDL參數(shù)化程序設(shè)計(jì)語言編制的命令流,對鋼管混凝土框架在低周反復(fù)荷載作用下的受力性能進(jìn)行了非線性有限元分析,并與模型試驗(yàn)結(jié)果相比較,二者吻合較好,從而驗(yàn)證了基于統(tǒng)一理論的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的可行性和適用性.3、鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震可靠度分析.針對現(xiàn)行規(guī)范所設(shè)計(jì)的鋼管混凝土框架,應(yīng)用Mon

4、te Carlo隨機(jī)模擬法,分析了結(jié)構(gòu)在小震作用下各梁端和柱端截面屈服的相關(guān)性,由此建立了結(jié)構(gòu)在小震作用下的可靠度分析方法.以結(jié)構(gòu)總體破壞指標(biāo)建立極限狀態(tài)方程,采用適合強(qiáng)柱弱梁型框架結(jié)構(gòu)分析的桿系模型,提出了一種鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)在大震作用下的可靠度分析方法.參照現(xiàn)行規(guī)范的結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震設(shè)計(jì)方法,建立了基于可靠度理論的鋼管混凝土框架結(jié)構(gòu)體系的抗震設(shè)計(jì)表達(dá)式,分析了地震作用的變異性和抗力的變異性對地震作用分項(xiàng)系數(shù)的影響,給出了不同抗震類別的