src柱变形性能及恢复力特性试验研究

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1、华侨大学申请硕士学位论文SRC柱变形性能及恢复力特性试验研究第一章绪论1.1研究意义及发展现状型钢混凝土(SteelReinforcedConcrete，简称SRC)结构(又叫劲性钢筋混凝土结构或钢骨混凝土结构)是钢－混凝土组合结构的一种形式。型钢混凝土结构体系与传统的钢结构或钢筋混凝土结构相比，具有很强的性能优势和经济优势[1~3]：(1)与钢结构相比，由于混凝土的存在而对钢材提供了约束和保护，因此不仅具有更大的刚度和强度，还有更好的局部和整体稳定性、更强的防腐蚀和耐火性能；(2)与钢筋混凝土结构相

2、比，由于在混凝土中配置了型钢，构件的抗剪承载能力得到很大提高，并改善了受剪破坏时的脆性性质，因此具有更高的承载能力和更好抗震性能。近年来，随着高强高性能混凝土技术的发展和完善，型钢混凝土结构展示了更大性能优势和应用前景。通过型钢与高强混凝土的相互组合，高强混凝土的脆性得到较好的改善，型钢的作用得到充分发挥，构件的延性得以显著提高。由于型钢混凝土结构具有承载能力高、刚度大及抗震性能好等优点，已开始在我国的一些大跨结构和地震区的高层建筑中推广应用。我国近年来建造的许多超高层建筑中，有许多是型钢-混凝土结构

3、体系或部分型钢混凝土结构体系，比如上海环球金融中心、深圳地王大厦、上海金茂大厦、香港中银大厦和北京香格里拉饭店等。实践表明，型钢混凝土结构兼有钢结构和混凝土结构的优点，具有显著的技术经济效益。随着型钢混凝土结构中型钢和混凝土“组合”技巧的优化和完善、以及理论研究的深入和设计方法的完善，型钢混凝土结构将逐步成为高层建筑的一种主要结构体系[4]。型钢混凝土结构在1964年新瀉地震以来的多次大地震中所表现出的优越抗震性能，使得型钢混凝土结构在日本得到了广泛的推广应用，与钢结构、木结构、钢筋混凝土结构并称为四

4、大结构。其良好的抗震性能在1995年日本阪神地震中得到了很好的实证。在日本，六层以上的建筑物中采用型钢混凝土结构的建筑物已占总建筑面积的62.8%。虽然日本等国家的震害经验表明型钢混凝土具有比钢筋混凝土结构更优越的抗震性能，但到目前为止，我国采用型钢混凝土结构的建筑面积尚不到建筑总面积的千分之一。其原因除了经济因素外，与我国对型钢混凝土结构抗震性能和1第一章绪论设计方法的研究不够系统深入关系很大。我国也是一个地震灾害深重的国家，大多数地区为地震区，甚至位于高烈度区。随着我国经济水平和超高层建筑的快速发

5、展，型钢混凝土结构在我国将有非常广阔的应用前景。因此，开展型钢混凝土结构的抗震设计理论和方法的研究具有非常重要的理论和实践意义。近一个世纪以来，随着人类对地震地面运动特征及结构地震反应特征的不断认识，建筑结构的地震反应分析和抗震设计方法也在不断地发展和完善。结构地震反应分析方法逐步从静力理论、反应谱理论、弹性动力理论，发展到了非线性动力理论。同时，抗震设防标准及设计方法的合理性也在不断经受强烈地震的检验[5~6]。近期世界上几次强烈地震表明，现行的以保证生命安全为一级设计准则的抗震设计理念在避免建筑出

6、现造成人员伤亡的破坏方面确实具有一定的可靠性，但却不能在强烈地震或中等强度地震中有效地控制地震造成的经济损失。比如：1995年1月日本神户7.2级地震所造成的经济损失则高达1000亿美元，1999年9月我国台湾省南投县集集大地震也造成了3766亿新台币的经济损失。无疑，随着社会经济的发展和城市信息化水平的提高，现行的抗震设计理念在减少地震损失方面将越来越显得力不从心。基于对上述问题的深刻反思，美国学者在90年代初期率先提出了基于结构性能的抗震设计理论(Performance-BasedSeismicD

7、esign)，并在政府的资助下启动了许多相关的研究项目[7~9]。随后，基于结构性能的抗震设计理论很快得到了日本和拉美等多地震国家地震工程界的广泛认同，并逐步引起了我国地震工程界的关注[10~12]。在这种背景下，发展适合我国国情的基于结构性能的抗震设计理论和方法已成为顺应国际地震工程发展的趋势所向。可以肯定地说，基于结构性能的抗震设计理念是二十一世纪世界各国建筑抗震设计规范修订的主要理论依据[11~12]。基于性能抗震设计理论主要是指抗震设计必须使建筑在未来可能发生的地震下具有可预测的抗震性能，同时

8、抗震规范必须能够提供业主和设计人员对不同功能要求的建筑选择不同设防目标的能力及相应的设计方法。根据美国加州工程师学会(SEAOC)所提出的性能设计概念性框架[8]，要在实际工程设计中真正体现性能抗震设计思想，需要解决三个方面的问题：不同设计地震水平规定，从目前的需要看，沿用现有的“小、中、大”三个设计地震水平和相应的烈度关系是合理的；与各种性能水平对应的极限状态的定性和定量描述，失效的判别参数和标准；不同设计地震水平下结构反应的合理估计。由于变形(或位移