src柱變形性能及恢復(fù)力特性試驗(yàn)研究

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1、華僑大學(xué)申請(qǐng)碩士學(xué)位論文SRC柱變形性能及恢復(fù)力特性試驗(yàn)研究第一章緒論1.1研究意義及發(fā)展現(xiàn)狀型鋼混凝土(SteelReinforcedConcrete，簡稱SRC)結(jié)構(gòu)(又叫勁性鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼骨混凝土結(jié)構(gòu))是鋼－混凝土組合結(jié)構(gòu)的一種形式。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)體系與傳統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，具有很強(qiáng)的性能優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)[1~3]：(1)與鋼結(jié)構(gòu)相比，由于混凝土的存在而對(duì)鋼材提供了約束和保護(hù)，因此不僅具有更大的剛度和強(qiáng)度，還有更好的局部和整體穩(wěn)定性、更強(qiáng)的防腐蝕和耐火性能；(2)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相

2、比，由于在混凝土中配置了型鋼，構(gòu)件的抗剪承載能力得到很大提高，并改善了受剪破壞時(shí)的脆性性質(zhì)，因此具有更高的承載能力和更好抗震性能。近年來，隨著高強(qiáng)高性能混凝土技術(shù)的發(fā)展和完善，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)展示了更大性能優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景。通過型鋼與高強(qiáng)混凝土的相互組合，高強(qiáng)混凝土的脆性得到較好的改善，型鋼的作用得到充分發(fā)揮，構(gòu)件的延性得以顯著提高。由于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)具有承載能力高、剛度大及抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)，已開始在我國的一些大跨結(jié)構(gòu)和地震區(qū)的高層建筑中推廣應(yīng)用。我國近年來建造的許多超高層建筑中，有許多是型鋼-混凝土結(jié)構(gòu)

3、體系或部分型鋼混凝土結(jié)構(gòu)體系，比如上海環(huán)球金融中心、深圳地王大廈、上海金茂大廈、香港中銀大廈和北京香格里拉飯店等。實(shí)踐表明，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)兼有鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，具有顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。隨著型鋼混凝土結(jié)構(gòu)中型鋼和混凝土“組合”技巧的優(yōu)化和完善、以及理論研究的深入和設(shè)計(jì)方法的完善，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)將逐步成為高層建筑的一種主要結(jié)構(gòu)體系[4]。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在1964年新瀉地震以來的多次大地震中所表現(xiàn)出的優(yōu)越抗震性能，使得型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在日本得到了廣泛的推廣應(yīng)用，與鋼結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)并稱為四

4、大結(jié)構(gòu)。其良好的抗震性能在1995年日本阪神地震中得到了很好的實(shí)證。在日本，六層以上的建筑物中采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物已占總建筑面積的62.8%。雖然日本等國家的震害經(jīng)驗(yàn)表明型鋼混凝土具有比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)更優(yōu)越的抗震性能，但到目前為止，我國采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的建筑面積尚不到建筑總面積的千分之一。其原因除了經(jīng)濟(jì)因素外，與我國對(duì)型鋼混凝土結(jié)構(gòu)抗震性能和1第一章緒論設(shè)計(jì)方法的研究不夠系統(tǒng)深入關(guān)系很大。我國也是一個(gè)地震災(zāi)害深重的國家，大多數(shù)地區(qū)為地震區(qū)，甚至位于高烈度區(qū)。隨著我國經(jīng)濟(jì)水平和超高層建筑的快速發(fā)

5、展，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在我國將有非常廣闊的應(yīng)用前景。因此，開展型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)理論和方法的研究具有非常重要的理論和實(shí)踐意義。近一個(gè)世紀(jì)以來，隨著人類對(duì)地震地面運(yùn)動(dòng)特征及結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)特征的不斷認(rèn)識(shí)，建筑結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)分析和抗震設(shè)計(jì)方法也在不斷地發(fā)展和完善。結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)分析方法逐步從靜力理論、反應(yīng)譜理論、彈性動(dòng)力理論，發(fā)展到了非線性動(dòng)力理論。同時(shí)，抗震設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)方法的合理性也在不斷經(jīng)受強(qiáng)烈地震的檢驗(yàn)[5~6]。近期世界上幾次強(qiáng)烈地震表明，現(xiàn)行的以保證生命安全為一級(jí)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則的抗震設(shè)計(jì)理念在避免建筑出

6、現(xiàn)造成人員傷亡的破壞方面確實(shí)具有一定的可靠性，但卻不能在強(qiáng)烈地震或中等強(qiáng)度地震中有效地控制地震造成的經(jīng)濟(jì)損失。比如：1995年1月日本神戶7.2級(jí)地震所造成的經(jīng)濟(jì)損失則高達(dá)1000億美元，1999年9月我國臺(tái)灣省南投縣集集大地震也造成了3766億新臺(tái)幣的經(jīng)濟(jì)損失。無疑，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市信息化水平的提高，現(xiàn)行的抗震設(shè)計(jì)理念在減少地震損失方面將越來越顯得力不從心?；趯?duì)上述問題的深刻反思，美國學(xué)者在90年代初期率先提出了基于結(jié)構(gòu)性能的抗震設(shè)計(jì)理論(Performance-BasedSeismicD

7、esign)，并在政府的資助下啟動(dòng)了許多相關(guān)的研究項(xiàng)目[7~9]。隨后，基于結(jié)構(gòu)性能的抗震設(shè)計(jì)理論很快得到了日本和拉美等多地震國家地震工程界的廣泛認(rèn)同，并逐步引起了我國地震工程界的關(guān)注[10~12]。在這種背景下，發(fā)展適合我國國情的基于結(jié)構(gòu)性能的抗震設(shè)計(jì)理論和方法已成為順應(yīng)國際地震工程發(fā)展的趨勢(shì)所向?？梢钥隙ǖ卣f，基于結(jié)構(gòu)性能的抗震設(shè)計(jì)理念是二十一世紀(jì)世界各國建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范修訂的主要理論依據(jù)[11~12]?；谛阅芸拐鹪O(shè)計(jì)理論主要是指抗震設(shè)計(jì)必須使建筑在未來可能發(fā)生的地震下具有可預(yù)測(cè)的抗震性能，同時(shí)

8、抗震規(guī)范必須能夠提供業(yè)主和設(shè)計(jì)人員對(duì)不同功能要求的建筑選擇不同設(shè)防目標(biāo)的能力及相應(yīng)的設(shè)計(jì)方法。根據(jù)美國加州工程師學(xué)會(huì)(SEAOC)所提出的性能設(shè)計(jì)概念性框架[8]，要在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中真正體現(xiàn)性能抗震設(shè)計(jì)思想，需要解決三個(gè)方面的問題：不同設(shè)計(jì)地震水平規(guī)定，從目前的需要看，沿用現(xiàn)有的“小、中、大”三個(gè)設(shè)計(jì)地震水平和相應(yīng)的烈度關(guān)系是合理的；與各種性能水平對(duì)應(yīng)的極限狀態(tài)的定性和定量描述，失效的判別參數(shù)和標(biāo)準(zhǔn)；不同設(shè)計(jì)地震水平下結(jié)構(gòu)反應(yīng)的合理估計(jì)。由于變形(或位移