露出型钢柱脚抗震性能的研究

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1、西南科技大学硕士研究生学位论文第1页摘要钢结构以其明显的优势在各类工程中得到了大量的应用，而地震区的钢结构更需要具有较好的延性以满足抗震设计的要求。国内外学者对梁柱节点的力学特性及抗震性能已进行较多的理论分析和试验研究。但是针对柱脚的研究却相对较少。因此，露出型柱脚抗震性能的研究对改善结构延性、防止节点发生脆性破坏、提高结构抗震能力有着重要的理论意义和工程意义。为避免露出型钢柱脚在地震中发生脆性破坏，设计了一种由螺栓、弹簧和楔块组成的新型减震装置。该装置通过楔块滑动、弹簧变形和螺杆的塑性伸长来控制柱脚位移，同时消耗地震能量，

2、达到消能减震的效果。首先通过对新型柱脚及普通螺栓连接柱脚的试验研究，分析了其滞回性能、耗能机制、耗能能力等，得到了普通螺栓连接柱脚呈滑移型恢复力特性，新型柱脚连接呈无滑移型恢复力特性；无滑移型减震连接的钢柱脚滞回曲线较为饱满，耗能能力强，具有更好的抗震性能；并根据试验结果，建立了理想化的恢复力模型。其次利用ANSYS建立了考虑接触的三维有限元普通螺栓连接钢柱脚模型，进行了循环荷载下的非线性计算和对比分析，表明试验与有限元结果吻合较好。本文的研究结果对这种钢柱脚的抗震设计与应用提供了参考。关键词：钢柱脚恢复力特性反复加载试验有

3、限元分析西南科技大学硕士研究生学位论文第1l页Abstract．Steelstructureshavebeenwidelyusedincivilengineeringasaresultoftheadvantages．Inordertosatisfyanti·seismicdesigncommend，ductilityhasbeenneededinbuildingsofearthquakearea．Thescholarhadanalyzedmechanicscharacteristicandanti—vibrationabil

4、itytothebeamnodewithexperimentresearchandtheoriesanalysis．Buttosteelcolumnbasewasoppositeless．Toresearchsteelcolumnbasebehaviorunderseismicactionandtoimproveductilityaswellasanti—seismicabilityincasebrittlefracturehasgreattheoreticalvalueandprojeetsignificantinbuil

5、dingconstruction．Anewisolationdevicewasdesignedtoavoiddamageofsteelexposed-columnbase，whichconsistingofawedgecompressedbyaspringandacounter-wedge．Bytheplasticelongationoftheanchorbolt，thedeformationofthespringandtheslipofthewedge，thedeviceresulttoaneffectivewaytoco

6、ntrolthedamageofthestructure．Bytestswereappliedseparatelyoncolumnbasewithandwithouttheisolationdevice，thecharacteristicofthehysteretiebehaviorswasconclude：withoutthisdevice，ordinarycolumnbasewasobservedtobeslip—type；withthisdevice，thenewisolationcolumnbasewasobserv

7、edtobenon—slip-type．Andhystereticbehavior,energydissipationcapacityandultimatebearingcapacityofconnectionarediscussed．Moreover,thedetailedcalculationandcontrastiveanalysistosteelcolumnbasewithouttheisolationdevicearecarriedoutbyusingtheANSYS．Theresultrevealsthathys

8、tereticcurvesofthecolumnbasewiththeisolationdeviceareplump，andearthquakeenergydissipationcapacityishigher．Themoment-RotationhystereticCUFVCSagree