混凝土延性柱耗能器的试验研究

论文摘要

为了克服耗能装置与结构主体材料不同、设计分析专业性强且需定期维护的缺点,本文提出一种新型耗能装置——混凝土延性柱耗能器。混凝土延性柱耗能器由多根(含单根、双根,一般为3～5根)高度约为层高1/3的混凝土延性柱和上下刚性支座(将多根柱刚性连接在一起)组成,设置于底层柔性结构的底层或高层结构的层间,利用变形放大效应消耗更多的地震能量。本文通过对混凝土延性柱耗能器在低周反复水平荷载作用下的试验,研究了不同截面形式、不同配筋形式的钢筋混凝土延性柱耗能器和不同截面形式的钢管混凝土延性柱耗能器的耗能能力。通过对混凝土延性柱耗能器6个足尺试件的试验研究可知混凝土延性柱耗能器具有良好的消耗地震能量的能力。具体性能如下:(1)混凝土延性柱耗能器的阻尼力比较高,后期阻尼力下降比较平缓;(2)混凝土延性柱耗能器的位移延性系数较大,具有较好的延性,最大水平位移达到柱高的1/14～1/8;(3)混凝土延性柱耗能器的滞回曲线饱满;(4)混凝土延性柱耗能器中延性柱屈服后等效粘滞阻尼系数迅速增大,消耗地震能量的能力增大;(5)混凝土延性柱耗能器中每根延性柱的破坏形态基本一致,表现了良好的共同工作性能。最后,在试验研究基础上,建议了与试验结果符合较好的混凝土延性柱耗能器阻尼力计算公式。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 相关研究领域的现状和研究进展分析
• 1.3 底层大空间结构抗震性能国内外研究
• 1.3.1 提高结构延性技术
• 1.3.2 减震控制技术
• 1.3.3 混凝土延性柱耗能器
• 1.4 本文的主要内容、目的及意义
• 第2章 混凝土延性柱耗能器试验设计
• 2.1 试验设计
• 2.1.1 模型试验
• 2.1.2 试件设计
• 2.1.3 试件模板图
• 2.1.4 试件配筋图
• 2.2 材料力学性能
• 2.3 试验加载方案及测点布置
• 2.3.1 试验装置
• 2.3.2 加载方式
• 2.3.3 加载控制
• 2.3.4 测量内容及测点布置
• 2.4 本章小结
• 第3章 试验结果及分析
• 3.1 阻尼力实测结果及分析
• 3.2 延性性能分析
• 3.3 刚度衰减过程分析
• 3.4 滞回曲线
• 3.5 骨架曲线
• 3.6 等效粘滞阻尼系数
• 3.7 耗能能力分析
• 3.8 破坏形态
• 3.8.1 试件RCS-3 的破坏形态
• 3.8.2 试件RCSX-3 的破坏形态
• 3.8.3 试件RCC-3 的破坏形态
• 3.8.4 试件RCS-5 的破坏形态
• 3.8.5 试件STCCC-3 的破坏形态
• 3.8.6 试件STCCS-3 的破坏形态
• 3.9 钢筋应变、钢管应变及其对耗能影响
• 3.10 本章小节
• 第4章 混凝土延性柱耗能器的计算分析
• 4.1 混凝土延性柱耗能器阻尼力计算
• 4.1.1 钢筋混凝土延性柱承载力计算
• 4.1.2 钢管混凝土延性柱承载力计算
• 4.1.3 混凝土延性柱耗能器的阻尼力计算
• 4.2 阻尼力计算结果与实测结果的比较
• 4.3 本章小结
• 结论与展望
• 1 本文完成的研究工作
• 2 本文主要结论
• 3 研究展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文
• 致谢