震后可恢复功能的预应力钢结构体系研究展望

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1、震后可恢复功能的预应力钢结构体系研究展望张爱林1，张艳霞1，2，刘学春1(1．北京工业大学建筑工程学院，北京100124;2．北京建筑工程学院工程结构与新材料工程研究中心，北京100044)摘要:作者从震后可恢复功能的钢框架体系、钢框架－中心支撑体系、钢柱脚、钢支撑、钢板剪力墙等5个方面对国内外研究现状进行综述与分析，指出了震后可恢复功能的预应力钢结构需要进一步深入研究的结构体系、构件和节点构造等关键问题．关键词:震后可恢复功能结构;预应力钢结构体系;抗震性能;残余变形中图分类号:文献标志码:文章编号:0254－0

2、037(2013)04－0507－09TU391AResearchOutlookofEarthquakeResilientPrestressedSteelStructuresZHANGAi-lin1，ZHANGYan-xia1，2，LIUXue-chun1(1．CollegeofArchitectureandCivilEngineering，BeijingUniversityofTechnology，Beijing100124，China;2．BeijingHigherInstitutionEngineeringR

3、esearchCenterofStructuralEngineeringandNewMaterials，BeijingUniversityofCivilEngineeringandArchitecture，Beijing100044，China)Abstract:Theanthorsprovidedaliteraturereviewofsteelself-centeringsystems，includingself-centeringmomentresistingframe，self-centeringconcen

4、trically-bracedframe，post-tensionedcolumnbases，self-centeringenergydissipativebracingsystemandself-centeringsteelplateshearwalls．Thekeyproblemsaboutstructures，elementsandconnectiondetailswhichneedtobefurtherinvestigatedwereproposed．Keywords:earthquakeresilient

5、structures;prestressedsteelstructures;seismicbehavior;residualdrift点能达到强震时塑性铰外移的目的，避免了节点过早出现裂缝而发生脆性破坏，但在强震过后，这些节点的钢框架都会产生较大的残余变形，结构和构件变形较大，震后难以恢复抗震功能，甚至难以修复或修复成本大大增加．美国北岭地震及其震后修复造成了超过150亿美元的损失［4］，使人们不得不重新审视并寻求更好的结构体系，因而提出了震后可恢复功能结构，对于医院等重要建筑、生命线工程提出了应从抗倒塌结构向震后

6、可恢复功能的结构转变．震后可恢复功能结构是指地震(设防或大震)后不需修复或稍许修复即可恢复其使用功能的结构［5-6］．在钢结构中引入预应力是实现结构震后可恢复0引言近年来的数次大地震表明，人类仍然面临地震的全面威胁，而我国地处环太平洋地震带和地中海－喜马拉雅地震带上，地震活动频繁，汶川和玉树大地震，给我国造成了巨大损失，带来了惨痛的教训．钢结构因其强度高、质量轻及良好的延性性能，在高层及超高层结构中得到了广泛应用．然而，在1994年的美国北岭地震［1-2］和1995年日本的阪神地震［3］中，钢结构梁柱焊接节点出现了

7、大量的脆性破坏，此后，改进型梁柱连接节点成为世界各国钢结构研究领域的热点．试验和理论研究表明，这些改进型节收稿日期:2011-12-15．基金项目:国家自然基金重点资助项目(51038006);国家自然基金资助项目(51278027);北京市学术创新团队资助项目(00400054R4901)．作者简介:张爱林(1961—)，男，教授，主要从事预应力钢结构和装配式钢结构等方面的研究．E-mail:zhangal@bjut．edu．cn．北京工业大学学报2013年508功能的新途径，按照预应力钢索(钢绞线或拉杆)的不同

8、设置，对震后可恢复功能的钢结构体系的研究分为以下5种:1)预应力钢索用于框架结构形成震后可恢复功能的钢框架结构(self-centeringmomentresistingframe，简称SC-MRF);2)预应力钢索或拉杆用于框架－支撑结构形成震后可恢复功能的钢框架－中心支撑框架(self-centeringconcentrically-bracedfram