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

1、目前，國內(nèi)方鋼管混凝土結(jié)構(gòu)應用于高層建筑的工程實例并不多。但由于其節(jié)點連接簡單、施工方便和外形規(guī)則的特點，正越來越受到重視。高層建筑外形日趨新穎，體系漸為復雜。而方鋼管混凝土高層建筑，在大震下的非線性地震響應情況還并不為人們所熟知。在大震沒有到來之前，計算和考察其整體以及局部的動力反應，預估失效模式和破壞狀況，提出補強措施，確定經(jīng)濟合理的設(shè)計目標和方法，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強化滯回模型，采用三維空間桿系建立結(jié)構(gòu)的整體計算模型。　　首先完成了結(jié)構(gòu)在小震狀態(tài)下的靜力和反應譜計算。對于這種平面為“L”型并且沿樓層高度不斷旋轉(zhuǎn)布置的復雜結(jié)構(gòu)體系，給出了解決扭轉(zhuǎn)效應的方案，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強化模型，生成三種新材料，用以模擬三種截面的鋼管混凝土柱，進行

3、了結(jié)構(gòu)整體的彈性和彈塑性時程分析。計算表明，彈性時程分析結(jié)果大致與反應譜結(jié)果成正比；彈性階段結(jié)構(gòu)的響應大致與輸入的地震能量成正比。同時，還應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)的響應也會不同。彈塑性時程分析，則較好地預測給出了結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)塑性的時刻、部位和嚴重程度，這對于判斷薄弱部位和給出補強措施有重要意義?？梢缘玫浇Y(jié)論，好的結(jié)構(gòu)設(shè)計應該使損傷或者塑性變形分階段發(fā)展，而不應產(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臺試驗和節(jié)點低周反復試驗研究。通過振動臺試驗，研究了在不同烈度和地震波輸入情況下，結(jié)構(gòu)隨地震強度、頻譜和持時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。試驗結(jié)果與第四章的彈塑性時程分析結(jié)果吻合較好。在第六章，進行了內(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)點的低周反復加載試驗。從節(jié)點在建筑中的位置，又分為十字型的中柱節(jié)點和丁字型的邊柱節(jié)點兩種。比例尺為1/4.5

5、，共9個試件。通過試驗，研究了方鋼管混凝土內(nèi)隔板式和錨定式節(jié)點在地震作用下的承載能力、變形能力、滯回特性、耗能能力、破壞機制及強度與剛度退化規(guī)律等抗震性能。探討了方鋼管混凝土節(jié)點的工作性能，給出了設(shè)計建議。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@種復雜結(jié)構(gòu)中設(shè)置粘滯阻尼器的減震效果。對阻尼器設(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、基底剪力和扭矩時程；以及單個阻尼器的滯