外附搖擺SRC子框架加固RC框架結(jié)構(gòu)抗震性能研究

外附搖擺SRC子框架加固RC框架結(jié)構(gòu)抗震性能研究

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1、類(lèi)號(hào)______________________________密級(jí)______________________________UDC______________________________編號(hào)______________________________全日制專(zhuān)業(yè)學(xué)位碩士論文外附搖擺SRC子框架加固RC框架結(jié)構(gòu)抗震性能研究學(xué)位申請(qǐng)人:廖敏學(xué)科領(lǐng)域:建筑與土木工程校內(nèi)導(dǎo)師:高劍平副教授答辯日期:獨(dú)創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知,除了文中特別

2、加以標(biāo)注和致謝的地方外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表和撰寫(xiě)的研究成果,也不包含為獲得華東交通大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)所使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。本人簽名_______________日期____________關(guān)于論文使用授權(quán)的說(shuō)明本人完全了解華東交通大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定,即:學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件,允許論文被查閱和借閱。學(xué)??梢怨颊撐牡娜炕虿糠謨?nèi)容,可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。保密的論文在解密后遵守此

3、規(guī)定,本論文無(wú)保密格式本人簽名____________導(dǎo)師簽名__________日期___________摘要外附搖擺SRC子框架加固RC框架結(jié)構(gòu)抗震性能研究摘要在歷次地震中,多次發(fā)現(xiàn)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)未出現(xiàn)預(yù)期的“強(qiáng)柱弱梁”破壞機(jī)制,結(jié)構(gòu)產(chǎn)生了較大殘余變形,增加了震后結(jié)構(gòu)修復(fù)的困難和經(jīng)濟(jì)成本。震前預(yù)防性抗震加固是提高結(jié)構(gòu)抗震性能經(jīng)濟(jì)有效的措施。在框架結(jié)構(gòu)中引入搖擺墻,通過(guò)搖擺墻構(gòu)件的搖擺可以避免或者減小結(jié)構(gòu)在地震中的破壞。然而搖擺墻需要較大的側(cè)向剛度來(lái)約束結(jié)構(gòu)的層屈服機(jī)制,造成自重大,布置在框架結(jié)構(gòu)外側(cè)時(shí)

4、可能對(duì)建筑立面效果,采光,通風(fēng)等功能產(chǎn)生一定影響。鑒于上述,本文結(jié)合可恢復(fù)功能結(jié)構(gòu)和外附子結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想,基于搖擺減震機(jī)理,提出了外附搖擺SRC子框架加固法。采用型鋼混凝土(SRC)梁柱構(gòu)建單榀框架來(lái)滿(mǎn)足剛度對(duì)于主體框架的需求,通過(guò)與基礎(chǔ)鉸接實(shí)現(xiàn)平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),并以子結(jié)構(gòu)的形式外附于RC框架結(jié)構(gòu)中來(lái)避免對(duì)建筑功能的影響。以上構(gòu)建了一種新的結(jié)構(gòu)體系,即外附搖擺SRC子框架-框架結(jié)構(gòu)。為深入了解這種結(jié)構(gòu)體系的抗震性能,本文以六層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)為例,建立了外附搖擺SRC子框架加固前后的有限元模型,采用pushove

5、r分析、彈塑性時(shí)程分析、地震易損性分析等分析方法,對(duì)比研究了外附搖擺SRC子框架前后的RC框架結(jié)構(gòu)的抗震性能,本文所做的工作以及得到的結(jié)論如下:1.基于剛度需求設(shè)計(jì)了搖擺SRC子框架,通過(guò)sap2000軟件建立外附搖擺SRC子框架前后的框架結(jié)構(gòu),搖擺SRC子框架-框架結(jié)構(gòu)有限元模型。2.基于能力譜法,采用倒三角側(cè)向加載模式對(duì)框架結(jié)構(gòu)、SRC子框架-框架結(jié)構(gòu)的有限元模型進(jìn)行pushover分析,得到了結(jié)構(gòu)的基底剪力-頂點(diǎn)位移曲線(xiàn),不同地震烈度下的性能點(diǎn),塑性鉸分布,層間位移角與樓層剪力,比較分析了加固前后的抗震

6、性能。研究結(jié)果表明:外附搖擺SRC子框架能提高框架結(jié)構(gòu)的側(cè)向承載能力以及耗能能力,可以有效避免層間變形集中,提高了結(jié)構(gòu)的抗震能力。3.根據(jù)我國(guó)抗震規(guī)范,選取了5條天然波,利用Simqke-gr2.6程序生成了2條人工波。將地震波峰值統(tǒng)一調(diào)整為220gal,按照1:0.85比例沿結(jié)構(gòu)的兩個(gè)主要方向輸入,得到了總位移與最大層間位移角、基底剪力與頂點(diǎn)位移的滯回曲線(xiàn)、能量分布、塑性鉸分布,結(jié)果表明,外附搖擺SRC子框架能夠有效控制框架結(jié)構(gòu)的層屈服機(jī)制,使各樓層的變形趨于均勻,發(fā)揮了結(jié)構(gòu)的整體抗震能力,同時(shí)提升結(jié)構(gòu)的耗

7、能能力,減小了地震反應(yīng)。分析結(jié)果也表明,搖擺SRC子框架在X向全方向布置,對(duì)于X向的抗震能力提升明顯,Y方向的抗震能力要次于X方向,但是與原框架結(jié)構(gòu)對(duì)比,抗震能力還是得到了增強(qiáng)。4.選取了ACT-63推薦的地震波中的10條天然波,對(duì)10條地震記錄通過(guò)逐步增大I摘要PGA的方法,按照等步長(zhǎng)調(diào)幅原則調(diào)幅至PGA的上限1000cm/s2(1g),步長(zhǎng)為0.2g,并輸入兩結(jié)構(gòu)中,通過(guò)IDA分析得到了一組IDA曲線(xiàn)簇,將IDA曲線(xiàn)數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行分位數(shù)回歸統(tǒng)計(jì),得到了16%、50%、84%分位曲線(xiàn),并根據(jù)我國(guó)抗震規(guī)范定義了極

8、限狀態(tài)點(diǎn)。基于IDA曲線(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行線(xiàn)性擬合得到了地震需求概率模型,進(jìn)而得到了易損性曲線(xiàn)。從50%分位的性能點(diǎn)可知,搖擺SRC子框架-框架結(jié)構(gòu)比原框架結(jié)構(gòu)在對(duì)應(yīng)的極限狀態(tài)點(diǎn)分別提高了42.5%、42.5%、40%、23.05%。從易損性曲線(xiàn)分析可知,搖擺SRC子框架-框架結(jié)構(gòu)在各個(gè)極限狀態(tài)下發(fā)生的失效概率要小于框架結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞:搖擺SRC子框架,Pushover分析,彈塑性時(shí)程分析,IDA分析,抗震性能

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