钢板阻尼器复合连梁的破坏模式及耗能性能研究

发布时间：2018-06-04 21:01

  本文选题：复合连梁 + 钢板阻尼器　； 参考：《哈尔滨工业大学》2014年硕士论文

【摘要】：高层结构抗震设计中连梁不仅需要满足刚度要求，还需要具有足够的耗能能力。针对传统连梁改善方案较复杂及工程适用性不足等问题，本课题组提出了一种新型内嵌式钢板阻尼器复合连梁，可以较好地改善连梁的耗能能力。 实现合理的破坏模式是连梁耗能设计的前提，当混凝土连梁内嵌钢板阻尼器后，受二者协同工作的影响，将对复合连梁破坏模式及耗能性能产生改变。本文在前期研究的基础上，对钢板阻尼器与混凝土连梁的协同工作机制进行研究，改变粘结区域，研究复合连梁破坏机制、耗能性能及结构整体抗震性能影响，具体内容如下： 基于不同粘结区域钢板阻尼器复合连梁破坏模式研究。根据钢板阻尼器与混凝土粘结区域的不同，本文假定了钢板阻尼器与混凝土完全粘结、钢板阻尼器开孔区与混凝土不粘结、钢板阻尼器主要耗能区与混凝土不粘结、完全不粘结四种不同粘结形式，深入研究了粘结区域与跨高比、嵌固区暗柱对复合连梁性能的影响。在同一跨高比下对四种复合连梁进行破坏机制分析，揭示了不同粘结区域复合连梁的破坏模式表现及协同工作机理，对比各粘结区域下钢板阻尼器的耗能分布，明确了钢板阻尼器耗能合理的粘结区域。 不同粘结区域复合连梁的性能分析。通过对不同粘结区域复合连梁的耗能性能和承载能力进行数值分析，结合复合连梁混凝土和钢板阻尼器的破坏形式，，验证了钢板阻尼器开孔区与混凝土不粘结时复合连梁性能的优越性。结合规范中钢板混凝土连梁的相关内容，提出了钢板阻尼器复合连梁的设计公式。 基于复合连梁的结构整体抗震性能分析。结合工程实例，将钢板阻尼器复合连梁实施在高层建筑结构中，对整个结构进行大震动力弹塑性分析，对比具有不同粘结区域复合连梁结构的层间位移角、基底剪力、连梁耗能等性能指标，探讨了钢板阻尼器复合连梁对整个结构的贡献和影响，验证了最优粘结区域复合连梁抗震耗能的有效性。
[Abstract]:In seismic design of high-rise structures, connecting beams should not only meet the requirements of stiffness, but also have enough energy dissipation capacity. In order to solve the problems such as the complexity of the improvement scheme and the shortage of engineering applicability, a new type of embedded steel plate damper composite connecting beam is proposed, which can improve the energy dissipation ability of the connected beam. The realization of reasonable failure mode is the premise of energy dissipation design. When the steel plate dampers are embedded in the concrete connected beams, the failure mode and energy dissipation performance of the composite connected beams will be changed. On the basis of previous research, this paper studies the cooperative working mechanism of steel plate damper and concrete connecting beam, changes the bond area, studies the failure mechanism of composite connecting beam, energy dissipation performance and the effect of seismic performance of the structure as a whole. The specific contents are as follows: The failure mode of steel plate dampers in different bond regions is studied. According to the difference between steel plate damper and concrete, this paper assumes that the steel plate damper is completely bonded to concrete, the steel plate damper is not bonded to concrete, and the main energy dissipation area of steel plate damper is not bonded to concrete. The effect of the ratio of bond area to span height and the embedded zone dark column on the performance of composite beam is studied. The failure mechanism of four kinds of composite connecting beams is analyzed under the same span height ratio. The failure mode and cooperative working mechanism of composite connecting beams in different bond regions are revealed, and the energy dissipation distribution of steel plate dampers under different bond regions is compared. The reasonable bonding area of steel plate damper is defined. Performance analysis of composite connecting beams with different bond regions. Through the numerical analysis of the energy dissipation performance and the bearing capacity of the composite connecting beams in different bond regions, the failure modes of concrete and steel plate dampers of the composite connecting beams are combined. The superiority of the composite beam when the open hole area of steel plate damper is not bonded with concrete is verified. According to the related contents of steel plate concrete connecting beam in the code, the design formula of steel plate damper composite connecting beam is put forward. The seismic behavior of the whole structure based on the composite beam is analyzed. Combined with engineering example, the steel plate dampers combined beam is applied in high-rise building structure, the whole structure is analyzed by large vibration force elastic-plastic analysis, and the interstory displacement angle and the base shear force of the composite connecting beam structure with different bond region are compared. The contribution and effect of steel plate dampers composite connecting beams on the whole structure are discussed, and the effectiveness of seismic energy dissipation of the composite connecting beams in the optimal bond region is verified.
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU973.31

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本文编号：1978813