【摘 要】
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钢筋混凝土框架体系在我国已经是被广泛应用的结构形式,其具有非常完善的设计技术和施工技术。但是这种结构体系的自身抗侧刚度较小,在强烈地震作用下,因为柱子底部的轴力和
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钢筋混凝土框架体系在我国已经是被广泛应用的结构形式,其具有非常完善的设计技术和施工技术。但是这种结构体系的自身抗侧刚度较小,在强烈地震作用下,因为柱子底部的轴力和剪力变大,而导致结构出现薄弱层,进而发生严重的局部破坏或连续倒塌现象。屈曲约束支撑作为一种支撑型的耗能减震阻尼器,弥补了普通钢支撑受压屈曲的缺点,不仅可以增加框架的抗侧刚度,还可以耗散地震传给结构的能量,有效的降低了结构地震反应,保护了主体结构和构件。随着屈曲约束支撑优越的性能被广泛认可,对屈曲约束支撑在框架中的研究和在实际工程中的应用也逐渐增多。本文主要以屈曲约束支撑-混凝土框架为分析对象,研究了框架的抗震性能、连续倒塌能力及设计方法。主要进行如下工作:采用有限元软件OpenSees对1:3缩尺的2层3跨屈曲约束支撑-混凝土框架进行模拟,将模拟所得到的滞回曲线、骨架曲线与结构试验分析的结果进行对比,验证OpenSees所建立的模型合理性;在此基础上,建立试验试件的原8层框架结构数值模型,并对其进行拟静力分析、静力弹塑性分析及动力时程分析,研究了结构体系的抗震性能。此外,研究了基于性能的塑性设计理论所设计的6层、12层屈曲约束支撑-混凝土框架,对其进行多遇地震和罕遇地震分析,验证此方法对该体系设计的适用性;对所设计的6层框架(2榀屈曲约束支撑-混凝土框架,1榀纯混凝土框架)进行连续倒塌分析,采用备用荷载路径法探讨屈曲约束支撑对框架连续倒塌的影响。研究结果表明,基于OpenSees模拟的结果与试验结果吻合良好,所建立的模型可较好的模拟屈曲约束支撑-混凝土框架;屈曲约束支撑提高了混凝土框架的侧向承载力的同时改善了结构的耗能能力和刚度退化现象;8层结构体系分析中,屈曲约束支撑依然发挥出其稳定的耗能性能,结构体系表现出较好的滞回能力,罕遇地震时,屈曲约束支撑作为第一道防线先屈服,提高了结构的抗震性能。采用基于性能的塑性设计方法设计的屈曲约束支撑混凝土框架在抗震分析时,达到了预定的屈服机制,有效的控制了结构的抗震性能,验证了使用该方法设计框架的可适用性。除此之外,当结构的某一柱子失效,并在受损跨有布置屈曲约束支撑时,会提高剩余结构的竖向承载力,且提升了剩余结构的抗连续倒塌能力。
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