防屈曲支撑装配式混凝土框架抗震性能试验研究
发布时间：2020-03-19 20:35
【摘要】：装配式混凝土(Precast Concrete简称PC)框架结构作为装配式建筑最主要的结构形式之一,以其高效便捷、适用于建筑工业化的特点在未来必将得到全面推广。但是PC框架由于装配的原因,导致了整体抗震性能和延性与现浇混凝土框架相比较差。而防屈曲支撑(Buckling Restrained Braces简称BRB)作为一种性质优良的耗能减震构件,地震作用下能够较快进入屈服阶段,充当“第一道防线”保护梁、柱等主体构件。所以将防屈曲支撑运用于PC框架结构中是当前提高PC框架抗震性能的有效方法。但是由于支撑拉力的存在,会对受拉性能较差的混凝土造成额外的影响,可能使结构整体的破坏模式、受力机制发生变化,为了明确防屈曲支撑装配式混凝土(BRB-PC)框架的抗震性能、破坏模式、受力机制以及整个破坏过程中支撑所起到的作用,本文所完成工作如下:(1)设计6层带防屈曲支撑的PC框架做为原型,选取底层的一跨做子结构,制作了一榀1/2缩尺的BRB-PC框架模型和一个对比试件PC框架,对其进行拟静力试验。获得了裂缝开展情况、滞回曲线、骨架曲线、破坏模式等试验结果。试验表明:相同加载工况下PC框架梁、柱破坏程度大于BRB-PC框架。BRB-PC框架的极限承载力为428.20kN和-400.21kN,PC框架的为336.35kN和-322.16kN,BRB-PC框架极限承载力增加了27.31%和24.23%。(2)对比两榀框架的抗震性能,分析了刚度、耗能、延性等指标。结果表明:在加载层间位移角1/42之前,BRB-PC框架刚度远大于PC框架;BRB-PC框架的延性系数4.01,PC框架的为2.81;在耗能比和阻尼系数方面:BRB-PC框架最大值分别为:0.802和2.05,PC框架的为:0.68和0.158。分析结果表明BRB-PC框架的各项抗震性能指标均要优于PC框架。(3)根据BRB-PC框架的出铰顺序和混凝土破坏情况分析BRB-PC框架的破坏模式,其破坏模式遵循:防屈曲支撑、梁、柱的破坏顺序,属于支撑梁铰破坏模式;根据BRB-PC框架中防屈曲支撑不同阶段的水平力变化分析整体框架的受力机制,支撑在整个加载过程中水平受力贡献最大值约为50%左右。(4)对防屈曲支撑在BRB-PC框架中的耗能贡献比进行分析,研究支撑在BRB-PC框架中每个阶段的作用。防屈曲支撑在BRB-PC框架中总的耗能比例为50%左右,在支撑进入屈服阶段后,支撑的耗能比例为65%,此后支撑随着加载位移的增大而对整体框架起到不同作用和耗能。
【图文】：
１．２１．２．１防屈曲支撑的原理逡逑防屈曲支撑框架结构体系在高层建筑中有着广泛地应用，纯框架于抗侧刚度有限，在强震或者强风等作用下，未能耗散掉大量能量，而防屈曲支撑框架体系采用防屈曲支撑的屈服点低的特性，将混凝土曲支撑结合，更好地实现抗震设防目标［６］。逡逑虽然防屈曲支撑的形式有许多种，但是其基本原理却一致［７］。一分构成防屈曲支撑：核心单元、约束单元（外钢管）和滑动机制。通点较低的钢材作为防屈曲支撑的核心单元，其主要承受轴向拉、压力，式有一字形、十字形及工字形等等。约束单元主要是用来为核心单元约束和侧撑，当防屈曲支撑在受拉或者受压时，，核心单元不会发生侧约束单元一般选用内部填充混凝土的矩形或圆形钢管。滑动机制单元减小核心单元受到轴力时将力传给混凝土，以及芯材在受压情况下的机制单元通常选用一些无粘结材料［８］。逡逑
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本文编号：2590682
【图文】：
１．２１．２．１防屈曲支撑的原理逡逑防屈曲支撑框架结构体系在高层建筑中有着广泛地应用，纯框架于抗侧刚度有限，在强震或者强风等作用下，未能耗散掉大量能量，而防屈曲支撑框架体系采用防屈曲支撑的屈服点低的特性，将混凝土曲支撑结合，更好地实现抗震设防目标［６］。逡逑虽然防屈曲支撑的形式有许多种，但是其基本原理却一致［７］。一分构成防屈曲支撑：核心单元、约束单元（外钢管）和滑动机制。通点较低的钢材作为防屈曲支撑的核心单元，其主要承受轴向拉、压力，式有一字形、十字形及工字形等等。约束单元主要是用来为核心单元约束和侧撑，当防屈曲支撑在受拉或者受压时，，核心单元不会发生侧约束单元一般选用内部填充混凝土的矩形或圆形钢管。滑动机制单元减小核心单元受到轴力时将力传给混凝土，以及芯材在受压情况下的机制单元通常选用一些无粘结材料［８］。逡逑
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