论文摘要
在钢筋混凝土结构抗震研究中,塑性铰的研究一直为各国学者所关注。塑性铰的产生虽然提高了结构的延性和耗能能力,但在塑性铰发生区域内,钢筋进入屈服阶段时,混凝土已发生局部严重破坏。本文针对普通钢筋混凝土塑性铰的不足,提出了一种具有较强耗能能力的新型钢筋混凝土结构耗能铰。该结构耗能铰采用本文新近研制的大变形混凝土,配置不同屈服点的钢筋。其中低屈服点钢筋作为耗能筋,高屈服点钢筋提供恢复力。该耗能铰与传统的钢筋混凝土塑性铰相比较,有以下明显特征:1、由于新型结构耗能铰采用了本文新研制的大变形混凝土,其变形能力是普通混凝土的4倍,使得结构耗能铰的非损伤变形能力与耗能减震能力与传统的钢筋混凝土塑性铰相比获得了明显的提高。2、新型结构耗能铰的低屈服点钢筋可以在高屈服点钢筋屈服之前较早地进入屈服阶段,而此时结构仍处于弹性阶段,因而使结构获得了较高的弹性滞回能力,使得结构在弹性阶段的阻尼比提高了一倍以上。数值仿真结果表明,设置新型耗能铰的框架结构的耗能性能要明显优于普通框架结构,在同样的地震作用下,加速度反应较普通框架可降低50%。3、具有结构耗能铰的结构无需另设阻尼器,成功地实现了结构、材料、阻尼的一体化,可以有效地节省空间,降低建筑成本。本文针对新型结构耗能铰的构造形式、布置方式、基本力学性能、力学模型以及能量耗散机理进行了初步的研究和探讨,主要工作有:1、大变形混凝土研究,主要包括聚合物水泥砂浆性能试验、大变形混凝土的研制及其力学性能试验等。2、不同屈服点钢筋结构研究,包括耗能铰构造设计、受力分析、低屈服点钢筋的制备等。3、耗能铰的试验研究,获得了具有耗能铰梁的破坏形态、裂缝发展、滞回曲线、骨架曲线、耗能性能等有价值的数据。4、具有结构耗能铰的钢筋混凝土框架动力特性的数值模拟,包括模态分析、谐响应分析和地震波瞬态分析等并与传统结构进行了对比。
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摘要ABSTRACT1 绪论1.1 本文的研究目的和意义1.2 国内外研究现状1.2.1 钢筋混凝土塑性铰理论研究现状1.2.2 大变形混凝土研究现状1.3 本文的研究内容1.4 本文的主要特色与创新之处2 不同屈服点钢筋大变形混凝土梁计算理论2.1 基本假定2.2 基本方程及使用条件2.3 不同屈服点钢筋关系推导3 聚合物水泥砂浆性能试验研究3.1 概述3.2 试验用原材料及配比3.3 聚合物水泥砂浆抗折强度、抗压强度试验3.3.1 试验方法3.3.2 试验结果与分析3.4 聚合物水泥砂浆阻尼性能试验3.4.1 聚合物水泥砂浆阻尼的表征参量3.4.2 阻尼性能试验3.4.3 试验结果及分析3.5 聚合物提高水泥砂浆阻尼性能的机理分析3.6 结论4 大变形混凝土性能试验4.1 试验介绍4.1.1 原材料4.1.2 试验设计4.2 动弹性模量试验4.3 抗压性能试验4.3.1 抗压强度测试4.3.2 抗压应力—应变关系曲线4.4 抗拉性能试验4.4.1 试验方案4.4.2 受拉应力—应变关系曲线4.5 大变形混凝土拉折强度改善的机理分析4.6 阻尼性能试验4.6.1 试验方案4.6.2 阻尼比分析4.7 结论5 低屈服点钢筋试验5.1 钢筋正火试验5.1.1 正火技术5.1.2 试验方案5.2 低屈服点钢筋本构关系试验5.3 结论6 混凝土梁耗能铰试验6.1 试验目的与测试内容6.1.1 试验目的6.1.2 试验测试内容6.2 试件的设计与制作6.2.1 试件设计6.2.2 材料性能6.3 试验方法及加载程序6.3.1 加载装置6.3.2 加载制度6.3.3 测量装置与测点布置6.4 试验过程裂缝发展和破坏形态6.4.1 荷载控制阶段6.4.2 位移控制阶段6.4.3 裂缝的细观分析6.5 滞回曲线及耗能特性6.5.1 滞回曲线6.5.2 耗能分析6.6 骨架曲线特性分析6.6.1 骨架曲线6.6.2 强度和刚度分析6.6.3 延性分析6.7 结论7 带耗能铰梁非线性有限元分析7.1 基于ANSYS 软件的钢筋混凝土单元模型及原理7.1.1 钢筋混凝土结构有限元模型的选择7.1.2 混凝土单元——SOLID65 单元7.1.3 钢筋单元——LINK8 单元7.2 带耗能铰梁非线性有限元分析7.2.1 建模过程7.2.2 求解过程7.2.3 理论计算成果与试验结果比较7.3 带耗能铰钢筋混凝土框架动力特性有限元分析7.3.1 模态分析7.3.2 谐响应分析7.3.3 地震波瞬态分析7.4 结论8 结论与展望8.1 主要结论8.2 展望参考文献致谢攻读硕士学位期间发表的学术论文
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标签：耗能铰论文; 大变形混凝土论文; 不同屈服点钢筋论文; 滞回耗能论文; 结构抗震论文;
