冗余钢支撑加固混凝土框架结构的抗震性能研究

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1、学校代码10530学号201230131817分类号TU973密级公开硕士学位论文冗余钢支撑加固混凝土框架结构的抗震性能研究学位申请人刘田指导教师周靖副教授学院名称土木工程与力学学院学科专业结构工程研究方向结构工程二○一五年五月SeismicPerformanceofRCFrameStructureStrengthenedwithRedundantSteelBracesCandidateLiuTianSupervisorAssociateProfessorZhouJingCollegeCollegeofCivilEngineeringandM

2、echanicsProgramStructuralEngineeringSpecializationStructuralEngineeringDegreeMasterUniversityXiangtanUniversityDateMay,2015湘潭大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律

3、后果由本人承担。作者签名：＾，、、石曰期许月ｔ曰／学位论文版权使用授权书、本学位论文作者完全了解学校有关保留使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。―作者签名：款＼＜名曰期：年月（曰＾导师签名：日期；年ｉ月ｒ日摘要强震作用下结构楼层整体“坐层”倒塌是建筑结构倒塌破坏的典型破坏模式之一，其

4、形成机制可归结于结构竖向布置不规则引起的薄弱楼层弹塑性抗震需求集中，而导致的楼层整体失稳倒塌。提高建筑结构抗震设计冗余度和抗震位移能力是建筑结构防控坐层倒塌的有效方法，对已有结构增设冗余支撑加强框架柱抗剪和变形能力、同时转移薄弱层抗震需求是防控抗坐层倒塌的有效加强措施。本课题以防控地震作用下建筑结构“坐层”倒塌这一特定震害现象为研究目标，采用平面竖向不规则钢筋混凝土框架结构，通过地震弹塑性动力时程分析，以框架柱水平剪力和竖向轴力以及结构的最大侧移和层间位移为性能评价指标，探讨单层和跨层冗余钢支撑加固方式对结构抗坐层倒塌的定量影响。分析结果表明

5、：（1）冗余钢支撑加固可有效减小结构楼层框架柱的剪力。随着不规则系数的增大，钢支撑对楼层剪力的影响愈加显著，边柱与中柱的变化规律相似，钢支撑满跨布置是最有效的加固方式；（2）冗余钢支撑加固对框架楼层位移及层间位移有显著影响。楼层位移随着楼层的增大减小幅度逐渐降低，在底层达到最大降幅（降低幅度）。层间位移在底部楼层可获得最大降幅；（3）冗余钢支撑对框架柱轴力分布模式有不利影响，可导致框架柱轴力的增大，对边柱影响较明显，对中柱影响较小。加设钢支撑时应合理控制钢支撑数量，避免不合理的布置导致轴力过度增大，影响结构的竖向承载能力；（4）相对于单层钢支

6、撑加固，跨层钢支撑加固具有较好的加固效果，结构内力和位移的分布更为均匀，框架柱剪力以及层间位移等降幅更为显著。关键词：框架结构；钢支撑；地震作用；坐层倒塌IAbstractPancakecollapseoftheglobalstoryisoneofthetypicalfailuremodesofbuildingstructuressubjectedtostrongearthquakegroundmotion.Theformationmechanismofthepancakecollapseoftheglobalstorycanbeattrib

7、utedtotheverticalirregularityofthestructurallayout,whichcouldleadtotheseismicelastic-plasticdemandconcentrationsoftheweak-andsoft-storyandtheoverallbucklingcollapseofbuildingstructures.Itisaneffectivemeansofthepreventionandcontrolofthestructuralpancakecollapsebyimprovingthe

8、seismicdesignredundancyandthedisplacementcapacityofstructures.Itisaneffectivestren