轻型节能RCS组合结构基于性能的抗震设计理论和方法

【摘要】：轻型节能RCS组合结构是采用蜂窝钢梁与焊接环式复合箍筋柱由高强螺栓连接组合而成，是一种新的结构形式。本文在课题组前期工作的基础上，就轻型节能RCS组合结构基于性能的计算模型、弹塑性Pushover分析以及结构基于性能的抗震设计方法等方面进行了较为系统的研究。主要内容如下： 1、进行焊接环式复合箍筋约束高强混凝土柱低周反复荷载作用的试验，分析其破坏形态、滞回曲线等，重点研究在不同轴压比、配箍率等条件下的抗震性能的变化，用以模拟研究底层柱在不同情况下的抗震性能。 2、进行7个外伸式端板连接蜂窝钢梁-焊接环式箍筋柱节点的低周往复加载试验，分析不同螺栓的数量、排列方式和螺栓直径的节点的受力机理、破坏形态以及抗震性能。 3、采用SAP2000分析软件，对实际结构的1/2缩尺模型进行MODEL分析和Pushover分析，并结合轻型节能RCS组合节点拟静力试验和焊接环式箍筋约束高强混凝土柱拟静力试验，研究了该组合结构的不同荷载分布模式下结构的位移反应、塑性铰发展及失效模式。 4、在轻型节能RCS组合结构弹塑性Pushover分析的基础上，通过对工程实际中结构设计的各个设计阶段的研究，探讨了基于性能的结构实用抗震设计方法，并将基于性能的抗震设计理论与方法引入了轻型节能RCS组合结构体系的设计方法中。 【关键词】：RCS组合结构 Pushover分析 拟静力试验 性能抗震设计变形容许值 地震反应
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TU352.11
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-6
• 目录6-9
• 第1章 绪论9-25
• 1.1 地震的危害及课题研究背景9-10
• 1.1.1 地震的危害9
• 1.1.2 研究背景9-10
• 1.2 Pushover 分析方法用于 RCS 组合结构的发展及研究现状10-15
• 1.2.1 静力弹塑性 Pushover 分析方法在国外的发展及研究现状11-13
• 1.2.2 静力弹塑性 Pushover 分析方法在我国的发展及研究现状13-15
• 1.3 结构静力弹塑性 Pushover 方法的基本原理15-23
• 1.3.1 静力弹塑性 Pushover 分析方法的基本假定15-16
• 1.3.2 荷载-位移曲线16-17
• 1.3.3 静力弹塑性 Pushover 分析方法的理论及相关公式的推导17-20
• 1.3.4 能力谱法实现步骤20-21
• 1.3.5 静力弹塑性 Pushover 分析方法的水平加载分布模式21-23
• 1.4 本文研究的主要内容23-25
• 1.4.1 本课题的研究意义23-24
• 1.4.2 本课题的主要研究目标和内容24-25
• 第2章 轻型节能 RCS 组合结构构件及节点抗震性能试验研究25-47
• 2.1 引言25
• 2.2 轻型节能 RCS 组合结构节点试验25-38
• 2.2.1 试件设计与制作25-27
• 2.2.2 加载装置及加载方案27-28
• 2.2.3 试验现象28-35
• 2.2.4 实验结果整理35-38
• 2.3 焊接环式箍筋约束高强混凝土柱拟静力试验38-47
• 2.3.1 试件设计与制作38-39
• 2.3.2 加载装置及加载方案39-40
• 2.3.3 试验现象40-44
• 2.3.4 实验结果整理44-47
• 第3章 轻型节能 RCS 组合结构静力弹塑性分析47-70
• 3.1 SAP2000 有限元软件 Pushover 分析的理论基础47-50
• 3.1.1 等效线性体系原理47-49
• 3.1.2 寻找目标性能点的方法49
• 3.1.3 SAP2000 中的弹塑性推覆分析实现步骤49-50
• 3.2 轻型节能 RCS 组合结构的 Pushover 分析研究50-67
• 3.2.1 模型建立50-56
• 3.2.2 结构底部剪力-顶点位移的关系56-60
• 3.2.3 不同加载模式结构塑性铰分布60-63
• 3.2.4 结构层间剪力及层间位移角的分布63-67
• 3.3 轻型节能 RCS 组合结构的层间位移角限值67-69
• 3.3.1 弹性层间位移角限值的控制目标68
• 3.3.2 弹塑性层间位移角限值的控制目标68-69
• 3.4 本章小结69-70
• 第4章 轻型节能 RCS 组合结构基于性能的抗震设计理论研究70-82
• 4.1 引言70
• 4.2 设计原则70-71
• 4.3 基于结构性能的综合抗震设计方法71-79
• 4.3.1 轻型节能 RCS 组合结构概念设计71-72
• 4.3.2 轻型节能 RCS 组合结构抗震等级与性能水准的确定72-75
• 4.3.3 轻型节能 RCS 组合结构的抗震设计方法75-77
• 4.3.4 轻型节能 RCS 组合结构的抗震性能评估方法77
• 4.3.5 轻型节能 RCS 组合结构的非结构构件验算77-79
• 4.4 结构性能设计的社会保障体系79
• 4.5 小结79-82
• 第5章 结论与展望82-84
• 5.1 结论82
• 5.2 展望82-84
• 参考文献84-90
• 致谢90-91
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果91
• 1 个人简历91
• 2 参与课题91
• 3 论文发表91

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