可更换钢桁架—屈曲约束钢构件组合连梁抗震性能研究

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1、学校代号10532学号S150100113分类号TU398密级公开硕士学位论文可更换钢桁架-屈曲约束钢构件组合连梁抗震性能研究学位申请人姓名李佳敏培养单位土木工程学院导师姓名及职称汪梦甫教授学科专业土木工程研究方向可更换连梁论文提交日期2018年5月24日学校代号：10532学号：S150100113密级：公开湖南大学硕士学位论文可更换钢桁架-屈曲约束钢构件组合连梁抗震性能研究国家自然科学基金项目(51578225)资助学位申请人姓名：李佳敏导师姓名及职称：汪梦甫教授培养单位：土木工程学院专业名称：土木工程论文提交日期：2018年5月24日论文答辩日期：2018年5月27日答辩委员会主席：

2、李正农教授StudyonSeismicBehaviorofReplaceableSteelTrussCompositeCouplingBeamswithBucklingConstrainedElementsbyLIJiaminB.E.(NorthwesternPolytechnicalUniversity)2014AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinCivilEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversit

3、ySupervisorProfessorWANGMengfuMay,2018湖南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。除了文中特别加以标注引用的内容外，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，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日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门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。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或

4、部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在______年解密后适用本授权书。2、不保密。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I可更换钢桁架-屈曲约束钢构件组合连梁抗震性能研究摘要钢筋混凝土剪力墙结构因具有较高的承载力及侧向刚度，是我国高层建筑大量采用的抗侧力结构体系。连梁作为联肢剪力墙抗震设防的“第一道防线”在遭遇地震作用时首先屈服并消耗地震能量以减少剪力墙墙肢的破坏，是非常重要的耗能构件。然而，传统的钢筋混凝土连梁跨高比一般小于2，在地震中作用下容易发生脆性剪切破坏形成交叉裂

5、缝，变形能力和耗能能力较差,且震损后难以修复。本文提出了3种可更换消能减震钢桁架式连梁，即钢桁架-双层高阻尼混凝土板约束钢桁架组合连梁(SCB1)、钢桁架-双层高阻尼混凝土板约束钢板组合连梁(SCB2)与钢桁架-双层高阻尼混凝土板约束钢板阻尼器组合连梁(SCB3)。三种连梁的上下弦杆为内填高阻尼混凝土钢管，其与混凝土剪力墙内的钢结构预埋件铰接。连梁SCB1中的约束钢桁架、连梁SCB2中的约束钢板与混凝土剪力墙内的钢结构预埋件通过摩擦型高强螺栓连接，与上下弦杆通过O型235B钢板连接件焊接。连梁SCB3中的约束钢板仅通过摩擦型高强螺栓与上下弦杆上的耳板连接。本文同时结合了试验研究与非线性有限

6、元分析，对可更换消能减震钢桁架式连梁的抗震性能进行了系统的研究与分析，主要进行了下列研究内容:（1）对一个钢桁架-双层高阻尼混凝土板约束钢桁架组合连梁试件(SCB1)、一个钢桁架-双层高阻尼混凝土板约束钢板组合连梁试件(SCB2)和钢桁架-双层高阻尼混凝土板约束钢板阻尼器组合连梁试件(SCB3)进行拟静力试验研究。系统地分析了三个试件的裂缝分布、破坏形态、承载力、滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、位移延性以及耗能能力等性能。从试验结果可知：3个试件均为钢桁架腹板和O型钢板连接件发生塑性破坏，上下弦杆和钢筋混凝土墙肢试验后没有发生破坏，均能满足震后可更换的要求；试件SCB3的承载能力与变形能力最

7、好，试件SCB2的延性与耗能能力最优；双层高阻尼混凝土板能够有效的限制钢腹板的平面外失稳，O型钢板连接件能够增强连梁的耗能能力。（2）通过ABAQUS软件对三个连梁试件进行数值模拟，通过建立的有限元模型在单调水平荷载作用下得到的模拟结果来与试验结果进行对比，两者吻合良好，说明本文建立的有限元模型以及所选参数是合理可靠的。（3）在有限元模型合理的基础上，以钢腹板厚度、O型钢板连接件厚度、钢腹板高度、O型钢板连接件数量，钢腹