带成组耗能装置的装配式混凝土框架抗震性能研究

发布时间：2020-05-12 11:20

【摘要】：随着我国建筑工业化进程的不断推进,建筑行业迎来了全新的机遇与挑战,以现浇混凝土结构为主的传统建筑行业正在发生巨大的变革。预制装配结构具有工期短、施工质量高、劳动条件改善、资源能源节约、有利于可持续性发展等优点,应用前景广泛。但预制装配混凝土框架结构的节点为其抗震性能薄弱处,且随着物质文化生活的提高,人们对于建筑结构抗震性能的要求也愈来愈高,因此其在抗震设防区应用严重受限。尽管通过外部减震、隔震技术提高装配式混凝土框架结构的抗震性能切实可行,但现有的外部减震、隔震技术多数有着体积大,构造复杂,加工过程繁琐,运输不便,施工安装耗时废力等缺点并且也无法实现小震-中大震的分级耗能机制。因此,研发出一种设计简单、施工便捷、抗震性能良好的预制装配框架节点形式具有重大意义。本文对国内外结构减震技术(特别是屈曲约束支撑的研究及应用)进行了系统性的梳理以及总结。提出一个新型小体积纵向削弱圆棒式屈曲约束耗能装置以及装配成组该屈曲约束装置的耗能节点形式,并分别对其抗震性能进行研究,论文的主要内容如下:(1)对5组,共计33个纵向削弱圆棒式屈曲约束耗能装置进行了低周反复荷载试验,5组试件包括削弱段截面面积变化组、削弱段长度变化组、削弱段截面形状变化组、套筒壁厚变化组以及钢筋组。通过对其破坏形态、滞回曲线、受压强度调整系数、等效粘滞系数、耗能能力与延性、骨架曲线等试验结果进行对比分析,明确了各项参数对其滞回性能的影响,并得出结论:只要选定适宜参数,该屈曲约束耗能装置滞回性能良好。最后,确定出能保证其良好滞回性能的最佳参数。(2)采用有限元分析软件ABAQUS对截面面积变化组耗能装置进行了数值模拟分析,破坏形态及滞回曲线等数值模拟结果与试验基本吻合,验证了该有限元分析方法的可行性,为今后屈曲约束支撑(耗能装置)提供了非线性分析方法。并针对套筒内壁与芯材间距进行参数化分析。(3)设了一种带成组耗能装置的自复位装配式框架节点,并通过有限元分析软件OpenSEES对其进行了地震作用下抗震性能分析。数值模拟结果表明该节点形式抗震性能优秀,能够较好的实现小震-中大震作用下的分级耗能机制。最后,在总结的基础上,对屈曲约束耗能装置以及带成组屈曲约耗能束装置的耗能节点的后续研究与应用提出了展望。通过上述研究分析工作,本文对带成组屈曲约束耗能装置的新型耗能节点的抗震性能进行了深入研究,为该新型耗能节点的推广与应用提供了理论基础和试验数据。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU37;TU352.11

【参考文献】