带接地拉梁掉层框架结构抗震性能拟静力试验研究

发布时间：2017-08-30 04:07

  本文关键词：带接地拉梁掉层框架结构抗震性能拟静力试验研究

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【摘要】：掉层框架结构由于其独特的建筑风格,在山地城市中被广泛应用。掉层结构由于具有多个不同高度的嵌固端,其受力特点及强震中变形、破坏特征将有别于常规平地结构,抗震设计相对于常规结构更为复杂,无现有规范可以套用,有必要进行深入研究。目前,本课题组和其他学者已有不少关于掉层结构的抗震性能的计算分析研究,但试验验证和研究较缺乏,且在强震破坏模式和抗震设计控制指标等方面还未有一致的结论。本文以一榀缩尺比例为1:4的五层三跨钢筋混凝土有拉梁掉层框架结构为研究对象,进行以两个水平位移加载点控制加载的低周反复拟静力试验,分别从试验现象、受力特点、破坏特征、滞回耗能和变形性能等方面进行分析;进行了试验结构模型的Pushover分析和对应模型的弹塑性时程分析,通过与试验对比,验证了计算分析模型的正确性;通过计算分析模型采用两种材料性能,验证了有无拉梁试验的可对比性并进行了对比分析。研究的主要结论如下:(1)与试验结果对比表明,OpenSEES能够较好的模拟掉层框架结构强震非线性反应。(2)试验结果表明,有拉梁掉层框架结构上接地柱底节点破坏严重,上接地层为变形较大薄弱部位;破坏模式为柱铰破坏模式,上接地柱出铰破坏较梁严重。试验得到的结构整体滞回关系曲线说明结构承载力在后期有明显降低。无拉梁掉层框架结构破坏模式为梁铰为主的“梁柱混合铰”模式,结构整体滞回关系曲线表明结构承载力在后期并无明显降低。(3)上接地层柱滞回耗能,无拉梁模型主要由上接地柱承担,有拉梁模型主要由与拉梁相联柱承担。在低周反复试验过程最初加载时,有拉梁试件整体刚度退化较无拉梁试件缓慢。(4)掉层框架结构存在两个不同嵌固端,导致计算上接地层层间位移角时,有两个不同起算点。无拉梁掉层结构上接地柱层间位移角控制较有拉梁掉层结构更需受到关注。
【关键词】：掉层框架结构 拉梁 拟静力试验 抗震性能 OpenSEES
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU352.11
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-11
• 1 绪论11-17
• 1.1 引言11
• 1.2 山地建筑结构概述11-14
• 1.3 研究现状及意义14-15
• 1.4 研究目的及内容15-17
• 2 掉层框架抗震性能试验17-33
• 2.1 试验背景17
• 2.2 试验目的17
• 2.3 试件设计与制作17-25
• 2.3.1 模型选择17
• 2.3.2 原型概况17-19
• 2.3.3 相似关系及模型设计19-23
• 2.3.4 试件制作及材料性能23-25
• 2.4 试验测试项目25-27
• 2.4.1 试验内容25-26
• 2.4.2 测点布置26-27
• 2.5 加载方案27-31
• 2.5.1 加载装置27-29
• 2.5.2 加载制度29-31
• 2.6 本章小结31-33
• 3 试验过程宏观描述33-49
• 3.1 试验准备33
• 3.2 宏观试验现象33-37
• 3.3 试验结果及对比37-47
• 3.3.1 破坏形态及破坏机制37-40
• 3.3.2 滞回曲线40-42
• 3.3.3 骨架曲线42-44
• 3.3.4 整体刚度44-45
• 3.3.5 层间位移角45-47
• 3.4 本章小结47-49
• 4 缩尺模型结构静力弹塑性分析49-65
• 4.1 概述49
• 4.2 模型建立49-54
• 4.2.1 纤维模型49-50
• 4.2.2 材料的本构关系50-54
• 4.3 缩尺模型算例说明54-57
• 4.3.1 模型介绍54
• 4.3.2 顶点位移加载程序验证54-57
• 4.4 模型Ⅰ与试验结果对比分析57-63
• 4.4.1 塑性铰分布及延性需求57-59
• 4.4.2 滞回曲线59-60
• 4.4.3 试验可对比性60-63
• 4.5 本章小结63-65
• 5 原型弹塑性时程分析65-81
• 5.1 概述65
• 5.2 算例设计65-68
• 5.2.1 算例模型说明65-66
• 5.2.2 材料本构66-67
• 5.2.3 地震波选取67-68
• 5.3 分析结果68-79
• 5.3.1 层间位移角68-71
• 5.3.2 梁柱轴力71
• 5.3.3 塑性铰分布及延性需求分析71-74
• 5.3.4 结构出铰的顺序74-77
• 5.3.5 梁柱截面纤维应变77-79
• 5.4 本章小结79-81
• 6 结论与展望81-83
• 6.1 本文主要结论81
• 6.2 后续工作及展望81-83
• 致谢83-85
• 参考文献85-86

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本文编号：757151