钢混凝土组合框架抗震性能及地震弹塑性反应研究-结构工程专业论文.docxVIP

原创性声明本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢 的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我 共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 作者签名：盥茎薹 日期：旦年三月丝日 学位论文版权使用授权书 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文， 允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内 容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科 学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》， 并通过网络向社会公众提供信息服务。 作者签名：她导师签名弛厂日期：旦年』月翌日 摘要近年来，钢～混凝土组合框架结构因其优越的抗震性能在实际工 摘要 近年来，钢～混凝土组合框架结构因其优越的抗震性能在实际工 程中得到了广泛的应用，并在国内外的多次强震中得到检验，虽然目 前国内外对组合构件的抗震性能研究已较为成熟，但对组合框架体系 的抗震性能及地震响应的研究缺乏系统性，尤其是关于钢管混凝土柱 一组合梁组成的组合框架体系研究更少，国内外关于钢一混凝土组合结 构抗震的相关规范中，没有给出钢一混凝土组合框架抗震的设计方法 和构造措施，因此组合框架结构的抗震性能研究严重滞后于工程实 践。针对国内外目前的研究现状，本文对钢一混凝土组合框架的抗震 性能及弹塑性反应进行了理论分析和试验研究，其主要内容包括： (1)利用力的平衡原理及变形协调条件，考虑弯曲振动和轴向 振动耦合，建立钢一混凝土组合梁动力学模型，推导其动力学方程， 编制相应的计算程序，计算组合梁白振频率及在各种工况下的动力响 应，分析滑移效应、竖向掀起以及剪切变形对组合梁动力特性及响应 的影响。 (2)基于部分作用组合梁有限元模型，推导考虑滑移的部分连 接半刚性组合框架梁单元刚度矩阵，引入与连接件剪切刚度以及节点 转动刚度有关的无量纲参数，研究滑移效应和半刚性连接对组合框架 体系动力特性及弹性地震响应的影响。 (3)以组合框架柱轴压比、长细比及梁柱线刚度比为主要参数， 进行8榀由钢管混凝土柱与组合梁组成的全组合框架在低周反复荷 载作用下的试验研究，分析其破坏形态、滞回曲线、强度退化、刚度 退化、延性、耗能能力等抗震性能。 (4)基于钢一混凝土组合框架低周反复荷载试验结果和理论分析 结果，提出考虑轴压比、线刚度比、长细比等因素影响的简化骨架曲 线和荷载一位移滞回曲线恢复力模型，该模型能较好地反应组合框架 构件滞回性能的主要特点，计算简单方便，适用性强。 (5)基于提出的组合框架荷载一位移恢复力模型，建立适用于组 合结构构件的统一弯矩一曲率简化恢复力模型，并针对全组合框架结 构的受力特性，编制全组合框架结构弹塑性时程分析计算程序 EPSRCF，对组合框架弹塑性地震响应以及屈服机制进行分析，并与试 验结果进行对比验证。 (6)利用钢一混凝土组合框架弹塑性地震响应分析程序EPSRCF， 分析组合梁剪力连接度、柱截面含钢率、柱长细比、梁柱线刚度比以 I 柱轴压比等因素对组合框架抗震性能及地震弹塑性响应以及屈服 柱轴压比等因素对组合框架抗震性能及地震弹塑性响应以及屈服 制的影响规律，建议各种设计参数的合理范围。 键词钢．混凝土组合梁，钢管混凝土柱，钢．混凝土组合框架，抗 性能，地震响应 Il AB AB STRACT In recent years，steel—concrete composite frame structures are widely used in practical engineering because of superior seismic behaviors．The composite frames have been tested by several strong earthquakes both at home and abroad．Although the research on seismic behaviors of composite component has been comparatively mature，the study of seismic behaviors and responses of composite frame systems is still lack of systematicity，espacially the research on composite flame system