防屈曲支撑-型钢混凝土框架结构抗震性能研究

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1、1、项目概述（不超过800字）在高层建筑中，与钢筋混凝土柱和钢柱相比较，型钢混凝土柱作为竖向承重构件有着独特的优势，同时其良好的延性和塑性变形性能也十分适用于承载地震产生的水平荷载作用。将防屈曲支撑应用于此种结构体系中，将与型钢混凝土柱组合框架结构形成一种新型的高效的抗震结构体系，使型钢混凝土柱与防屈曲支撑共同工作，充分发挥各自抗震性能的优势，通过组合作用而形成高效的双重抗侧力体系，实现预定的抗震功能，成为经济合理、施工快捷的现代抗震结构体系。但目前尚未见国内外对安装防屈曲支撑的型钢混凝土框架结构体系的研究成果或报道，对体系的研究多集中于防屈曲支撑钢框架，但也缺乏系统性，

2、一般只限于对个体建筑结构的分析和研究。国内外各种结构设计规范和规程都没有关于安装防屈曲支撑-型钢混凝土框架体系的相关设计方法和规定，国外已有的防屈曲支撑相关规程也仅限于对构件的规定。为了推广此类结构在地震区的应用，有必要对防屈曲支撑-型钢混凝土框架结构的抗震性能进行充分的了解。为此，本项目拟采用试验研究和数值模拟相结合的方法，详细研究防屈曲支撑-型钢混凝土框架结构在低周往复荷载作用下的力学性能；以试验结构模型为对象，采用有限元分析软件对结构进行非线性数值仿真计算，探讨不同参数对其抗震性能的影响；以一典型型钢混凝土框架结构为研究对象，通过在结构中不同位置设置防屈曲支撑形成不

3、同的减震方案，探讨各种情况下结构的整体抗震性能，得出一些可以用于指导实践的有意义的结论，为此类结构的抗震设计以及推广应用打下基础。2、立项依据（研究意义、国内外研究现状及分析，并附主要参考文献目录）一、研究意义地震的发生严重影响了人类生活和发展，近十年来世界上发生的多次大地震造成了重大的经济损失和人员伤亡。如2001年印度古吉拉特邦7.7级地震，造成1.97万人死亡；2003年伊朗巴姆6.6级地震，造成3.1万人死亡；2004年印度尼西亚苏门答腊岛7.9级地震，触发印度洋海啸，造成22.7万多人死亡；2008年，中国四川省汶川8.0级地震，造成8.7万人死亡37万人受伤；

4、2010年中国青海玉树7.1级地震，造成3000人遇难；2010年，印尼7.2级地震，引发海啸，造成530人死亡，上万居民无家可归；2011年，日本本州东海岸8.8级地震，造成核泄漏，给附近居民生活带来巨大的影响。十年中发生的强震如此之多，造成的损失如此之大，给结构抗震设计带来了巨大的挑战。结构抗震性能研究人员必须开拓创新，突破思维，寻求对抗震最有利的结构形式，才能在地震发生时最大限度地保证人民的生命财产安全。（1）型钢混凝土柱组合框架结构的抗震性能研究意义重大型钢混凝土柱是一种组合构件，充分发挥了钢和混凝土各自的优点。混凝土为型钢提供了连续的侧向支撑，很好地解决了型钢局

5、部屈曲的问题，由于内置型钢的作用，型钢混凝土结构的抗压性能和抗剪性能较普通钢筋混凝土有了很大的提高，并具有了非常好的延性性能，强震作用下，结构破坏时能发生很大的塑性变形，能够消耗和吸收大量的地震能量，并给人以预示，提供足够的逃生时间，表现出了很好的抗震性能，并减少了人员伤亡。另一方面，型钢混凝土柱具有良好的经济效益：相对于钢筋混凝土柱，可以采用较小的构件截面尺寸，减小了结构所占面积，建筑面积不变的情况下，使用面积有了一定程度的提高；相对于钢结构柱可采用较小的用钢量，节省了部分钢材的费用；型钢可以作为施工时的模板，节省了模板费用和部分脚手架的费用，施工便捷，工程造价相对较低

6、。目前，我国关于型钢混凝土结构设计的主要规程都没有对组合结构进行系统的抗震设计规定和要求，近年来，型钢混凝土柱框架结构以其众多的优点和经济效益已经在我国的多层工业与民用建筑和高层建筑设计中得到越来越广泛的青睐。因此，我们需要一部专门的抗震设计规程来指导结构设计者们对型钢混凝土柱框架结构进行设计。进行型钢混凝土柱框架结构设计理论和抗震性能的深入研究，已经成为我国当前结构设计领域和社会经济领域发展进步的迫切需求。（2）防屈曲支撑-型钢组合框架将成为新型高效的抗震结构体系传统的结构抗震设计是通过结构本身的强度和刚度来抵抗地震作用，同时通过延性来消耗地震能量，所以结构设计者不断设

7、法提高结构的强度、刚度和延性来增强结构的抗震性能，进而提高抗震设防水平。但这种做法有以下缺点：（1）往往需要将构件截面做的很大，造成经济上的浪费；（2）地震作用有很强的随机性，而传统抗震设计思路不能针对不同的地震进行自我调节，灵活性不足；（3）在较大地震作用下主体结构往往会产生较大的破坏或变形，震后无法继续发挥原有功能或修复非常困难。近年来新兴的抗震方式——结构振动控制，从根本上改变了传统的抗震设计思想。其中一种方式就是利用与结构连在一起的特殊构件——耗能减震元件来消耗大量地震能量，从而减轻主体结构的破坏和变形。这类耗能减震元