新型耗能減震混合聯(lián)肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能研究

鑒于汶川地震中鋼筋混凝土聯(lián)肢剪力墻結(jié)構(gòu)中大量的小跨高比鋼筋混凝土連梁出現(xiàn)了剪切脆性破壞，本項目通過3根屈曲約束鋼腹板桁架式連梁、2根屈曲約束鋼支撐桁架式連梁、7個鋼桁架連梁與鋼筋混凝土剪力墻連接節(jié)點、7根新型配筋小跨高比鋼筋混凝土連梁以及3根小跨高比鋼筋混凝土抗震加固連梁的大比例模型試驗和有限元分析方法系統(tǒng)地研究了不同形式新型連梁的抗震性能以及普通配筋連梁的抗震加固方法，取得了如下研究成果：1）基于耗能減震原理提出了可拆卸式屈曲約束鋼腹板桁架式連梁和屈曲約束鋼支撐桁架式連梁，得到了腹板加勁肋、腹板開縫以及屈曲約束支撐形式等對連梁抗震性能的影響規(guī)律，建立了屈曲約束鋼腹板桁架式連梁的承載力計算條帶模型。2）研究了鋼桁架連梁和鋼筋混凝土剪力墻間角鋼預(yù)埋件連接節(jié)點的抗震性能，得到了角鋼有效埋置深度、端板形式、預(yù)埋板厚度以及剪力墻的邊緣約束構(gòu)件對連接節(jié)點抗震性能的影響規(guī)律，修正了我國《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（GB5011-2010）關(guān)于角鋼預(yù)埋件連接節(jié)點的承載力計算公式。3）基于拉壓桿理論模型提出了三種不同配筋形式的小跨高比鋼筋混凝土連梁，研究了不同配筋形式下小跨高比鋼筋混凝土連梁的抗震性能，得到了縱筋、箍筋、斜向鋼筋和預(yù)埋交叉鋼板等對連梁抗震性能的影響規(guī)律，建議了連梁的抗震承載力計算公式和抗震構(gòu)造措施。4）研究了CFRP布加固小跨高比普通配筋鋼筋混凝土連梁的抗震性能，分析了CFRP布不同加固方法的抗震加固效果，得到了CFRP壓條和自制CFRP錨筋對CFRP布抗剝離性能的影響規(guī)律，建議了連梁的合理抗震加固方法。本項目的上述研究成果有利于解決地震區(qū)小跨高比連梁抗震設(shè)計與抗震加固難題，能為相關(guān)工程設(shè)計和規(guī)范修訂提供試驗依據(jù)。 2100433B

鑒于汶川地震中鋼筋混凝土聯(lián)肢剪力墻結(jié)構(gòu)的小跨高比連梁剪切破壞較為普遍，本項目基于耗能減震控制技術(shù)提出一種新型混合聯(lián)肢剪力墻結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)采用帶有屈曲約束構(gòu)件的鋼桁架連梁代替?zhèn)鹘y(tǒng)的小跨高比鋼筋混凝土連梁，通過鋼桁架連梁中屈曲約束構(gòu)件的滯回耗能來消耗結(jié)構(gòu)振動能量,減小結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)。本項目擬采用模型試驗和有限元方法研究該新型聯(lián)肢剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能，探討不同耦連比下結(jié)構(gòu)的耗能機(jī)理，建立結(jié)構(gòu)的數(shù)值分析模型并進(jìn)行結(jié)構(gòu)的非線性地震反應(yīng)分析。本項目預(yù)期將得到該結(jié)構(gòu)的主要抗震性能指標(biāo),揭示耦連比和結(jié)構(gòu)整體抗震性能之間的相互關(guān)系,提出該結(jié)構(gòu)的實用抗震設(shè)計與分析方法。本項目的研究成果將有利于解決聯(lián)肢剪力墻結(jié)構(gòu)小跨高比連梁延性不足的問題，為推廣該結(jié)構(gòu)在高烈度地震區(qū)的應(yīng)用具有重要的理論和工程意義，并能為我國相關(guān)規(guī)范的編制提供科學(xué)參考依據(jù)。

1 金屬耗能減震的概念與原理

1.1 結(jié)構(gòu)減震控制的概念與分類

1.1.1 結(jié)構(gòu)減震控制的概念與發(fā)展簡況

1.1.2 結(jié)構(gòu)減震控制的分類與原理

1.2 耗能減震的概念、原理與分類

1.2.1 耗能減震的概念

1.2.2 耗能減震的原理

1.2.3 耗能減震裝置的分類

1.2.4 耗能減震裝置設(shè)計的新思路

1.3 金屬耗能特性與減震原理

1.3.1 金屬耗能的特性與減震原理

1.3.2 鋼材的耗能特性與減震原理

1.3.3 鉛的耗能特性與減震原理

1.3.4 形狀記憶合金的耗能特性與減震原理

1.4 金屬耗能減震特點與應(yīng)用范圍

參考文獻(xiàn)

2 金屬耗能器的類型與性能

2.1 軟鋼耗能器的類型與性能

2.1.1 梁式耗能器

2.1.2 錐形鋼懸臂耗能器

2.1.3 加勁耗能裝置（ADAS）

2.1.4 U形、S形、三角形鋼元件耗能器

2.1.5 圓環(huán)（方框）耗能器

2.1.6 蜂窩狀、槽型、單圓孔形、雙X形鋼板耗能器

2.1.7 剪切鋼板耗能器

2.1.8 折疊薄壁鋼管（Grooved thin-walled tubes）耗能器

2.1.9 無粘結(jié)支撐（約束鋼構(gòu)件耗能器）

2.1.10 Laura型耗能器、E字形鋼耗能器

2.1.11 剪切聯(lián)結(jié)耗能器

2.2 低屈服點鋼耗能器的類型與性能

2.3 鉛耗能器的類型與性能

2.3.1 鉛擠壓耗能器

2.3.2 鉛剪切耗能器

2.3.3 鉛節(jié)點耗能器

2.3.4 圓柱型鉛耗能器

2.3.5 異型鉛耗能器

2.3.6 新型鉛耗能器

2.4 組合式鋼耗能器的類型與性能

2.4.1 彈塑性滯回一摩擦復(fù)合耗能器

2.4.2 組合鋼板耗能器

2.4.3 鋼管鉛芯耗能器

2.4.4 鋼鉛組合耗能器

2.4.5 超塑性合金筒耗能器

2.4.6 鉛粘彈性阻尼器

2.4.7 鉛粘彈性阻尼筒耗能器

參考文獻(xiàn)

3 金屬耗能（阻尼）器的力學(xué)模型

3.1 理想彈塑性模型

3.2 雙線性模型

3.3 Ramberg-Osgood模型

3.4 Bouc-Wen模型

3.5 鋼材考慮損傷積累效應(yīng)滯回模型

參考文獻(xiàn)

4 金屬耗能減震結(jié)構(gòu)的特性

4.1 裝有加勁耗能裝置結(jié)構(gòu)體系的減震性能

4.1.1 裝有X形加勁耗能裝置的三層鋼框架結(jié)構(gòu)的振動臺試驗研究

4.1.2 裝有三角形加勁耗能裝置的兩層鋼框架的擬動力試驗

4.1.3 裝有開孔式加勁耗能裝置的五層鋼框架振動臺試驗研究

4.2 裝有圓環(huán)和彈塑性滯回一摩擦耗能器結(jié)構(gòu)體系的減震性能

4.2.1 試驗結(jié)構(gòu)的概況

4.2.2 地震波輸入

4.2.3 結(jié)構(gòu)特性

4.3 裝有矩形板耗能器鋼框架結(jié)構(gòu)的減震性能

4.3.1 試驗結(jié)構(gòu)的概況

4.3.2 地震波的輸入

4.3.3 結(jié)構(gòu)特性

4.4 裝有無粘結(jié)支撐框架的減震性能

4.4.1 裝有無粘結(jié)支撐框架的擬動力試驗

4.4.2 裝有無粘結(jié)支撐框架的振動臺試驗

4.5 裝有單圓孔軟鋼耗能裝置鋼框架的減震性能

4.5.1 結(jié)構(gòu)概況

4.5.2 地震波的輸入

4.5.3 結(jié)構(gòu)特性

4.6 裝有剪切聯(lián)結(jié)（SL）耗能裝置的鋼框架的減震性能

4.6.1 結(jié)構(gòu)概況

4.6.2 地震波的輸入

4.6.3 結(jié)構(gòu)特性

4.7 裝有低屈服點剪切鋼耗能裝置的鋼框架的減震性能

4.7.1 試驗結(jié)構(gòu)的概況

4.7.2 地震波輸入

4.7.3 結(jié)構(gòu)特性

4.8 裝有組合鋼板屈服耗能器的高層鋼結(jié)構(gòu)的減震性能

4.8.1 試驗結(jié)構(gòu)概況

4.8.2 地震波的輸入

4.8.3 結(jié)構(gòu)特性

參考文獻(xiàn)

5 金屬耗能減震結(jié)構(gòu)的分析方法

6 金屬耗能（阻尼）減震結(jié)構(gòu)的設(shè)計方法

7 金屬阻尼（耗能）減震器的應(yīng)用

8 耗能減震結(jié)構(gòu)分析軟件簡介

附錄 英制與國際單位制（SI）轉(zhuǎn)換表

·收起全部<<2100433B

《金屬耗能減震結(jié)構(gòu)設(shè)計》系統(tǒng)地總結(jié)和闡述了金屬耗能減震的理論、方法、技術(shù)和工程應(yīng)用的主要研究成果。主要內(nèi)容包括金屬耗能減震的概念與原理、金屬耗能器的類型和性能、金屬耗能器的力學(xué)模型、金屬耗能減震結(jié)構(gòu)的特性、分析方法、設(shè)計方法和分析軟件以及金屬耗能器的工程應(yīng)用情況等。

《金屬耗能減震結(jié)構(gòu)設(shè)計》可作為從事土木工程、防災(zāi)減災(zāi)工程及防護(hù)工程、工程力學(xué)、材料科學(xué)與工程的研究、設(shè)計、制造和施工人員工程技術(shù)參考書。也可作為上述專業(yè)的研究生和高年級本科生的學(xué)習(xí)參考書。