防屈曲支撐-型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能研究

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1、1、項(xiàng)目概述（不超過(guò)800字）在高層建筑中，與鋼筋混凝土柱和鋼柱相比較，型鋼混凝土柱作為豎向承重構(gòu)件有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)其良好的延性和塑性變形性能也十分適用于承載地震產(chǎn)生的水平荷載作用。將防屈曲支撐應(yīng)用于此種結(jié)構(gòu)體系中，將與型鋼混凝土柱組合框架結(jié)構(gòu)形成一種新型的高效的抗震結(jié)構(gòu)體系，使型鋼混凝土柱與防屈曲支撐共同工作，充分發(fā)揮各自抗震性能的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)組合作用而形成高效的雙重抗側(cè)力體系，實(shí)現(xiàn)預(yù)定的抗震功能，成為經(jīng)濟(jì)合理、施工快捷的現(xiàn)代抗震結(jié)構(gòu)體系。但目前尚未見(jiàn)國(guó)內(nèi)外對(duì)安裝防屈曲支撐的型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)體系的研究成果或報(bào)道，對(duì)體系的研究多集中于防屈曲支撐鋼框架，但也缺乏系統(tǒng)性，

2、一般只限于對(duì)個(gè)體建筑結(jié)構(gòu)的分析和研究。國(guó)內(nèi)外各種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范和規(guī)程都沒(méi)有關(guān)于安裝防屈曲支撐-型鋼混凝土框架體系的相關(guān)設(shè)計(jì)方法和規(guī)定，國(guó)外已有的防屈曲支撐相關(guān)規(guī)程也僅限于對(duì)構(gòu)件的規(guī)定。為了推廣此類結(jié)構(gòu)在地震區(qū)的應(yīng)用，有必要對(duì)防屈曲支撐-型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行充分的了解。為此，本項(xiàng)目擬采用試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，詳細(xì)研究防屈曲支撐-型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)在低周往復(fù)荷載作用下的力學(xué)性能；以試驗(yàn)結(jié)構(gòu)模型為對(duì)象，采用有限元分析軟件對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線性數(shù)值仿真計(jì)算，探討不同參數(shù)對(duì)其抗震性能的影響；以一典型型鋼混凝土框架結(jié)構(gòu)為研究對(duì)象，通過(guò)在結(jié)構(gòu)中不同位置設(shè)置防屈曲支撐形成不

3、同的減震方案，探討各種情況下結(jié)構(gòu)的整體抗震性能，得出一些可以用于指導(dǎo)實(shí)踐的有意義的結(jié)論，為此類結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)以及推廣應(yīng)用打下基礎(chǔ)。2、立項(xiàng)依據(jù)（研究意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析，并附主要參考文獻(xiàn)目錄）一、研究意義地震的發(fā)生嚴(yán)重影響了人類生活和發(fā)展，近十年來(lái)世界上發(fā)生的多次大地震造成了重大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。如2001年印度古吉拉特邦7.7級(jí)地震，造成1.97萬(wàn)人死亡；2003年伊朗巴姆6.6級(jí)地震，造成3.1萬(wàn)人死亡；2004年印度尼西亞蘇門答臘島7.9級(jí)地震，觸發(fā)印度洋海嘯，造成22.7萬(wàn)多人死亡；2008年，中國(guó)四川省汶川8.0級(jí)地震，造成8.7萬(wàn)人死亡37萬(wàn)人受傷；

4、2010年中國(guó)青海玉樹7.1級(jí)地震，造成3000人遇難；2010年，印尼7.2級(jí)地震，引發(fā)海嘯，造成530人死亡，上萬(wàn)居民無(wú)家可歸；2011年，日本本州東海岸8.8級(jí)地震，造成核泄漏，給附近居民生活帶來(lái)巨大的影響。十年中發(fā)生的強(qiáng)震如此之多，造成的損失如此之大，給結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。結(jié)構(gòu)抗震性能研究人員必須開拓創(chuàng)新，突破思維，尋求對(duì)抗震最有利的結(jié)構(gòu)形式，才能在地震發(fā)生時(shí)最大限度地保證人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。（1）型鋼混凝土柱組合框架結(jié)構(gòu)的抗震性能研究意義重大型鋼混凝土柱是一種組合構(gòu)件，充分發(fā)揮了鋼和混凝土各自的優(yōu)點(diǎn)?；炷翞樾弯撎峁┝诉B續(xù)的側(cè)向支撐，很好地解決了型鋼局

5、部屈曲的問(wèn)題，由于內(nèi)置型鋼的作用，型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的抗壓性能和抗剪性能較普通鋼筋混凝土有了很大的提高，并具有了非常好的延性性能，強(qiáng)震作用下，結(jié)構(gòu)破壞時(shí)能發(fā)生很大的塑性變形，能夠消耗和吸收大量的地震能量，并給人以預(yù)示，提供足夠的逃生時(shí)間，表現(xiàn)出了很好的抗震性能，并減少了人員傷亡。另一方面，型鋼混凝土柱具有良好的經(jīng)濟(jì)效益：相對(duì)于鋼筋混凝土柱，可以采用較小的構(gòu)件截面尺寸，減小了結(jié)構(gòu)所占面積，建筑面積不變的情況下，使用面積有了一定程度的提高；相對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)柱可采用較小的用鋼量，節(jié)省了部分鋼材的費(fèi)用；型鋼可以作為施工時(shí)的模板，節(jié)省了模板費(fèi)用和部分腳手架的費(fèi)用，施工便捷，工程造價(jià)相對(duì)較低

6、。目前，我國(guó)關(guān)于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要規(guī)程都沒(méi)有對(duì)組合結(jié)構(gòu)進(jìn)行系統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)規(guī)定和要求，近年來(lái)，型鋼混凝土柱框架結(jié)構(gòu)以其眾多的優(yōu)點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)效益已經(jīng)在我國(guó)的多層工業(yè)與民用建筑和高層建筑設(shè)計(jì)中得到越來(lái)越廣泛的青睞。因此，我們需要一部專門的抗震設(shè)計(jì)規(guī)程來(lái)指導(dǎo)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者們對(duì)型鋼混凝土柱框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。進(jìn)行型鋼混凝土柱框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論和抗震性能的深入研究，已經(jīng)成為我國(guó)當(dāng)前結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)領(lǐng)域和社會(huì)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域發(fā)展進(jìn)步的迫切需求。（2）防屈曲支撐-型鋼組合框架將成為新型高效的抗震結(jié)構(gòu)體系傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)是通過(guò)結(jié)構(gòu)本身的強(qiáng)度和剛度來(lái)抵抗地震作用，同時(shí)通過(guò)延性來(lái)消耗地震能量，所以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者不斷設(shè)

7、法提高結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度和延性來(lái)增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的抗震性能，進(jìn)而提高抗震設(shè)防水平。但這種做法有以下缺點(diǎn)：（1）往往需要將構(gòu)件截面做的很大，造成經(jīng)濟(jì)上的浪費(fèi)；（2）地震作用有很強(qiáng)的隨機(jī)性，而傳統(tǒng)抗震設(shè)計(jì)思路不能針對(duì)不同的地震進(jìn)行自我調(diào)節(jié)，靈活性不足；（3）在較大地震作用下主體結(jié)構(gòu)往往會(huì)產(chǎn)生較大的破壞或變形，震后無(wú)法繼續(xù)發(fā)揮原有功能或修復(fù)非常困難。近年來(lái)新興的抗震方式——結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制，從根本上改變了傳統(tǒng)的抗震設(shè)計(jì)思想。其中一種方式就是利用與結(jié)構(gòu)連在一起的特殊構(gòu)件——耗能減震元件來(lái)消耗大量地震能量，從而減輕主體結(jié)構(gòu)的破壞和變形。這類耗能減震元