高烈度區(qū)設(shè)置軟鋼阻尼墻的框-剪結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法研究.pdf

1、隨著人們對地震災(zāi)害性認知水平的不斷提高以及科技、經(jīng)濟水平的不斷發(fā)展，被動耗能裝置得到了越來越廣泛的應(yīng)用。被動耗能裝置和結(jié)構(gòu)類型的組合形式較多，在目前框架—剪力墻結(jié)構(gòu)逐漸成為高層建筑主流結(jié)構(gòu)體系的背景下，軟鋼阻尼器作為一種性能優(yōu)越、造價低廉、安裝方便的被動耗能裝置，兩者組合形成的新型結(jié)構(gòu)體系得到了廣泛關(guān)注，且已在實際工程中得到應(yīng)用。但是目前對于這種新型結(jié)構(gòu)體系抗震性能的研究并不充分，同時在已有的減震結(jié)構(gòu)體系設(shè)計方法中，主要研究對象均為鋼筋

2、混凝土框架結(jié)構(gòu)或鋼框架結(jié)構(gòu)，且基本是基于單一性能目標設(shè)計而提出的方法。因此，研究設(shè)置軟鋼阻尼耗能裝置的框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系的受力性能和減震效果，并基于性能目標要求提出一種能夠?qū)崿F(xiàn)其多級設(shè)防目標的抗震設(shè)計方法是推廣這種新型結(jié)構(gòu)體系工程應(yīng)用的關(guān)鍵。
　　本文以框架—剪力墻結(jié)構(gòu)為研究對象，基于對本文提出的新型軟鋼阻尼墻耗能裝置的力學性能研究以及對設(shè)置軟鋼阻尼墻的框架—剪力墻減震結(jié)構(gòu)體系的受力性能分析，提出了設(shè)置軟鋼阻尼墻的框架—剪力墻減

3、震結(jié)構(gòu)的性態(tài)設(shè)計方法，主要研究工作及結(jié)論如下:
　　(1)綜述國內(nèi)外軟鋼阻尼器的研究現(xiàn)狀及其恢復(fù)力模型的特征，指出目前軟鋼阻尼器在實際應(yīng)用中存在的問題，并對已有的設(shè)置軟鋼阻尼器的減震結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法進行了歸納。
　　(2)針對目前軟鋼阻尼器在實際應(yīng)用中存在的不足，提出一種開菱形孔沿樓層全高布置的新型軟鋼阻尼墻耗能裝置，并給出了該阻尼裝置的構(gòu)造型式和連接方式。基于此裝置的耗能機理，建立了初始彈性剛度、屈服荷載、屈服位移等力學參

4、數(shù)的理論公式;采用ANSYS軟件建立有限元模型，研究軟鋼阻尼墻外圍尺寸不變的情況下，變截面桿的長寬比α=l/bbe、變截面桿的寬厚比η=bbe/t、開孔總長度占軟鋼阻尼墻高度的比值β=ml/H、邊緣約束構(gòu)件的回轉(zhuǎn)半徑r、位移荷載作用方向等對軟鋼阻尼墻性能的影響。研究結(jié)果表明:本文提出的新型軟鋼阻尼墻裝置依靠面內(nèi)彎曲變形來耗能，耗能機理明確，應(yīng)力分布均勻，彈性初始剛度及屈服荷載較大，滯回曲線飽滿，力學模型可以采用Bouc-Wen恢復(fù)力模型

5、進行模擬;另外，其連接方式簡單可靠，平面布置靈活，材料利用率高且方便更換，具有較高的實用性。
　　(3)基于框架—剪力墻結(jié)構(gòu)彈性和彈塑性狀態(tài)下的協(xié)同工作理論，研究設(shè)置軟鋼阻尼墻對框架—剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能的影響。研究結(jié)果表明:設(shè)置軟鋼阻尼墻對框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的位移控制效果良好，阻尼器附加剛度對框架—剪力墻結(jié)構(gòu)的側(cè)移模式、內(nèi)力分配有一定的影響，附加阻尼耗能可以降低剪力墻的損傷，剪力墻的剛度退化得到一定的控制，框架所受剪力占框架與剪力墻