传统风格建筑组合框架抗震性能及设计方法

前言
第1章绪论1
1.1研究背景及意义1
1.1.1传统风格建筑简介1
1.1.2传统风格建筑的形成和发展2
1.1.3传统风格建筑常用结构体系3
1.1.4研究意义3
1.2国内外研究现状5
1.2.1传统风格建筑研究现状5
1.2.2组合柱研究现状6
1.2.3附设消能器的阻尼节点研究现状7
1.2.4钢-混凝土组合框架研究现状8
1.3本书的主要研究内容9
1.3.1传统风格建筑组合柱力学性能研究9
1.3.2传统风格建筑新型梁柱组合件力学性能及减震研究10
1.3.3传统风格建筑RC-CFST平面组合框架抗震性能研究10
1.3.4传统风格建筑RC-CFST空间组合框架结构抗震性能研究10
1.3.5传统风格建筑RC-CFST组合框架性能化设计及建议10
第2章传统风格建筑RC-CFST组合柱抗震性能试验研究11
2.1引言11
2.2试验概况11
2.2.1试件设计11
2.2.2试验加载及测点布置12
2.3试验结果分析15
2.3.1破坏模式15
2.3.2滞回曲线15
2.3.3骨架曲线16
2.3.4位移及延性17
2.3.5耗能能力18
2.3.6刚度退化19
2.3.7承载力衰减21
2.4本章小结21
第3章传统风格建筑RC-CFST组合柱非线性有限元分析22
3.1引言22
3.2模型建立22
3.2.1混凝土本构关系22
3.2.2钢材本构关系24
3.2.3单元选型及网格划分24
3.2.4定义相互作用关系25
3.2.5定义边界条件及施加荷载26
3.3计算结果与试验结果的对比分析27
3.3.1骨架曲线27
3.3.2变形模式29
3.3.3模型应力分析29
3.4传统风格建筑RC-CFST组合柱参数分析33
3.4.1钢管屈服强度34
3.4.2混凝土强度36
3.4.3纵筋配筋率37
3.4.4上下柱线刚度比39
3.4.5轴压比41
3.5本章小结42
第4章传统风格建筑RC-SRC组合柱抗震性能试验研究及抗侧刚度计算44
4.1引言44
4.2试验概况44
4.2.1试件设计44
4.2.2试验加载及测点布置45
4.3试验结果分析46
4.3.1破坏过程及特征46
4.3.2滞回曲线48
4.3.3骨架曲线48
4.3.4承载力及延性49
4.3.5耗能能力49
4.3.6刚度退化50
4.3.7强度衰减51
4.4传统风格建筑组合柱抗侧刚度研究51
4.4.1截面抗弯刚度51
4.4.2组合柱抗侧刚度公式推导及验证53
4.5本章小结55
第5章传统风格建筑混凝土梁柱组合件动力循环加载试验研究56
5.1引言56
5.2试件设计56
5.2.1模型设计及制作56
5.2.2材性试验60
5.3加载方案61
5.3.1加载装置61
5.3.2加载制度62
5.3.3量测方案63
5.4试验加载过程及破坏形态64
5.4.1双梁-柱试件DLJ-164
5.4.2单梁-柱试件SLJ-166
5.5应变分析67
5.6试验结果及分析68
5.6.1柱顶荷载-位移曲线68
5.6.2柱顶荷载-位移骨架曲线69
5.6.3承载力及特征位移70
5.6.4延性分析71
5.6.5耗能性能71
5.6.6刚度退化及刚度分析73
5.6.7承载力衰减75
5.7本章小结76
第6章附设黏滞阻尼器的传统风格建筑新型梁柱组合件动力循环加载试验研究77
6.1引言77
6.2试件设计与制作77
6.2.1试件设计77
6.2.2黏滞阻尼器的选择79
6.3加载方案80
6.3.1加载装置80
6.3.2加载制度81
6.3.3量测方案83
6.4试验加载过程及破坏形态84
6.4.1双梁-柱试件DLJ-284
6.4.2双梁-柱试件DLJ-386
6.4.3单梁-柱试件SLJ-288
6.4.4单梁-柱试件SLJ-390
6.5应变分析92
6.6试验结果及分析93
6.6.1柱顶荷载-位移滞回曲线93
6.6.2黏滞阻尼器阻尼力-位移曲线94
6.6.3柱顶荷载-位移骨架曲线96
6.6.4承载力分析97
6.6.5变形能力及延性98
6.6.6耗能分析98
6.6.7刚度退化及刚度分析101
6.6.8承载力衰减103
6.7累积损伤分析105
6.7.1地震损伤计算105
6.7.2地震损伤模型106
6.7.3损伤模型的适用性分析107
6.8本章小结109
第7章附设黏滞阻尼器的传统风格建筑新型梁柱组合件非线性分析110
7.1引言110
7.2有限元模型建立110
7.2.1分析步设置110
7.2.2黏滞阻尼器模拟111
7.3数值模拟分析结果与试验结果对比分析112
7.3.1破坏模式112
7.3.2荷载-位移曲线112
7.3.3骨架曲线116
7.3.4黏滞阻尼器阻尼力-位移曲线117
7.4参数分析118
7.4.1轴压比118
7.4.2混凝土强度125
7.4.3阻尼系数131
7.4.4阻尼指数138
7.4.5黏滞阻尼器放置角度144
7.5设计建议150
7.6本章小结151
第8章传统风格建筑RC-CFST平面组合框架低周反复加载试验研究及有限元分析153
8.1引言153
8.2试验概况153
8.2.1模型设计与制作153
8.2.2试验测试内容与测点布置158
8.2.3试验加载装置和加载制度159
8.3试验现象与破坏特征160
8.3.1试验过程及现象描述160
8.3.2结构破坏模式分析163
8.4试验结果与分析163
8.4.1滞回曲线163
8.4.2骨架曲线164
8.4.3层间位移角与延性165
8.4.4耗能能力166
8.4.5刚度退化166
8.4.6承载力衰减167
8.5传统风格建筑RC-CFST平面组合框架非线性有限元分析167
8.5.1模型建立167
8.5.2计算结果与试验结果对比167
8.5.3参数分析168
8.5.4抗震能力评估及设计建议170
8.6本章小结170
第9章传统风格建筑RC-CFST平面组合框架拟动力试验研究及弹塑性时程分析171
9.1试验概况171
9.1.1模型设计与制作171
9.1.2相似关系173
9.1.3试验方法原理173
9.1.4试验加载与测点布置175
9.2试验结果及分析176
9.2.1破坏过程及特征176
9.2.2自振频率及周期177
9.2.3位移响应177
9.2.4加速度响应178
9.2.5恢复力特征曲线179
9.2.6骨架曲线与位移角180
9.2.7应变响应181
9.3传统风格建筑RC-CFST平面组合框架动力非线性分析182
9.3.1模型建立182
9.3.2计算结果与试验结果对比182
9.3.3弹塑性动力反应183
9.3.4出铰顺序分析183
9.3.5抗震能力评估184
9.4本章小结185
第10章传统风格建筑RC-CFST空间组合框架振动台试验研究186
10.1引言186
10.2试验概况186
10.2.1模型设计与制作186
10.2.2模型材料190
10.2.3模型的相似设计191
10.2.4模型的配重设计193
10.3试验方案194
10.3.1测量内容与仪器布置194
10.3.2地震波的选取及加载方案194
10.4试验过程及现象197
10.5结构破坏模式202
10.6模型动力特性分析202
10.6.1自振频率204
10.6.2阻尼比204
10.7模型地震反应分析205
10.7.1加速度反应205
10.7.2位移反应210
10.7.3柱架层间位移角215
10.7.4地震剪力216
10.7.5滞回曲线217
10.7.6累积耗能219
10.7.7动力抗侧刚度220
10.7.8应变反应221
10.7.9扭转响应223
10.8原型结构抗震性能分析224
10.8.1原型结构自振频率及周期224
10.8.2原型结构加速度响应224
10.8.3原型结构位移及扭转响应225
10.9传统风格建筑RC-CFST空间组合框架抗震能力评估及设计建议225
10.10本章小结226
第11章传统风格建筑RC-CFST组合框架基于位移的抗震设计228
11.1引言228
11.2传统风格建筑RC-CFST组合框架的性能水平及其量化228
11.2.1性能水平和性能目标228
11.2.2性能指标的量化230
11.3多层传统风格建筑RC-CFST组合框架侧向位移模式研究233
11.3.1模型建立234
11.3.2模态分析235
11.3.3侧移模式分析236
11.4传统风格建筑RC-CFST组合框架基于位移的抗震设计方法237
11.4.1传统风格建筑RC-CFST组合框架目标侧移的确定237
11.4.2多自由度体系的等效转化238
11.4.3位移反应谱240
11.4.4基于位移的抗震设计步骤240
11.5本章小结241
参考文献242