帶鋼管混凝土延性柱耗能器的底框砌體結(jié)構(gòu)抗震性能研究.pdf

1、剪切破壞的普通混凝土低剪力墻(高寬比≤1的剪力墻)，延性差，耗能小，破壞過程短暫突然，屬脆性破壞，其塑性變形或延性系數(shù)難以滿足地震區(qū)內(nèi)構(gòu)件的抗震性能要求。為改善高強(qiáng)混凝土低剪力墻的抗震性能，克服傳統(tǒng)耗能裝置與結(jié)構(gòu)主體材料不相符、設(shè)計(jì)時(shí)專業(yè)性強(qiáng)且維護(hù)力度大等缺點(diǎn)，基于被動控制理論、多道抗震防線思想及鋼管混凝土的發(fā)展上，針對一種新型的耗能器—鋼管混凝土延性柱耗能器，研究分析了相關(guān)設(shè)計(jì)原理和布置原則；利用數(shù)值分析與試驗(yàn)結(jié)果相結(jié)合的方式研究了耗

2、能器在低周反復(fù)荷載作用下的抗震性能和一些相關(guān)的承載力以及剛度公式推導(dǎo)；對比分析了帶鋼管混凝土延性柱耗能器框架與其他耗能形式低剪力墻的抗震性能；并且對比分析了帶鋼管混凝土延性柱耗能器的底框砌體結(jié)構(gòu)的地震響應(yīng)和抗震性能。具體如下：
　　根據(jù)相關(guān)理論試驗(yàn)研究，提出了鋼管混凝土延性柱耗能器的工作原理和設(shè)計(jì)原則。根據(jù)目前多道抗震防的設(shè)計(jì)思想，鋼管混凝土延性柱耗能器在優(yōu)先耗能的基礎(chǔ)上，還能保護(hù)結(jié)構(gòu)防止倒塌。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)推導(dǎo)了鋼管混凝土延性柱耗

3、能器的軸心受壓極限承載力公式、極限彎矩公式、軸心受壓穩(wěn)定性臨界承載力公式、平面內(nèi)壓彎承載力公式以及鋼管混凝土延性柱耗能器框架體系抗側(cè)剛度公式。
　　利用ABAQUS有限元分析軟件，研究了低周反復(fù)荷載作用下鋼管混凝土延性柱耗能器構(gòu)件的抗震性能，并與相關(guān)試驗(yàn)進(jìn)行了對比以驗(yàn)證可行性。分析了耗能器的破壞過程和破壞模式，著重研究其滯回曲線、骨架曲線、剛度衰減曲線以及等效粘滯阻尼系數(shù)，從強(qiáng)度、剛度、延性和耗能能力等方面分析了鋼管混凝土延性柱耗

4、能器的工作能力。
　　對比分析了帶鋼管混凝土延性柱耗能器框架、鋼管混凝土耗能低剪力墻以及普通鋼筋混凝土低剪力墻等三種構(gòu)件在低周反復(fù)荷載作用下的抗震性能。探討了三者的破壞過程和破壞模式，對比其滯回曲線、骨架曲線、剛度退化、位移延性系數(shù)、等效粘滯阻尼系數(shù)以及耗能能力，結(jié)果表明：帶鋼管混凝土延性柱耗能器框架的滯回曲線更加飽滿，捏攏較輕，耗能能力強(qiáng)，具有良好的抗震性能；承載力達(dá)到峰值后下降最為緩慢，抗震性能更加穩(wěn)定；耗能器中多根單柱變形、

5、破壞模式基本一致，具有良好的協(xié)同工作性能。并且探討了鋼管混凝土延性柱耗能器的恢復(fù)力模型。
　　設(shè)計(jì)了一個(gè)帶鋼管混凝土延性柱耗能器的底框砌體結(jié)構(gòu)模型和其他兩個(gè)對比模型，研究三者在地震波作用下的地震響應(yīng)。對比分析了三者的動力特性、各層加速度響應(yīng)、層間位移、層最大位移、基底剪力分布以及耗能分布，結(jié)果表明，帶鋼管混凝土延性柱耗能器的底框砌體結(jié)構(gòu)具有更加良好的抗震性能：鋼管混凝土延性柱耗能器在彈性階段能夠承受結(jié)構(gòu)絕大部分的基底剪力，有效的分