新型耗能减震混合联肢剪力墙结构的抗震性能研究

鉴于汶川地震中钢筋混凝土联肢剪力墙结构中大量的小跨高比钢筋混凝土连梁出现了剪切脆性破坏，本项目通过3根屈曲约束钢腹板桁架式连梁、2根屈曲约束钢支撑桁架式连梁、7个钢桁架连梁与钢筋混凝土剪力墙连接节点、7根新型配筋小跨高比钢筋混凝土连梁以及3根小跨高比钢筋混凝土抗震加固连梁的大比例模型试验和有限元分析方法系统地研究了不同形式新型连梁的抗震性能以及普通配筋连梁的抗震加固方法，取得了如下研究成果：1）基于耗能减震原理提出了可拆卸式屈曲约束钢腹板桁架式连梁和屈曲约束钢支撑桁架式连梁，得到了腹板加劲肋、腹板开缝以及屈曲约束支撑形式等对连梁抗震性能的影响规律，建立了屈曲约束钢腹板桁架式连梁的承载力计算条带模型。2）研究了钢桁架连梁和钢筋混凝土剪力墙间角钢预埋件连接节点的抗震性能，得到了角钢有效埋置深度、端板形式、预埋板厚度以及剪力墙的边缘约束构件对连接节点抗震性能的影响规律，修正了我国《建筑抗震设计规范》（GB5011-2010）关于角钢预埋件连接节点的承载力计算公式。3）基于拉压杆理论模型提出了三种不同配筋形式的小跨高比钢筋混凝土连梁，研究了不同配筋形式下小跨高比钢筋混凝土连梁的抗震性能，得到了纵筋、箍筋、斜向钢筋和预埋交叉钢板等对连梁抗震性能的影响规律，建议了连梁的抗震承载力计算公式和抗震构造措施。4）研究了CFRP布加固小跨高比普通配筋钢筋混凝土连梁的抗震性能，分析了CFRP布不同加固方法的抗震加固效果，得到了CFRP压条和自制CFRP锚筋对CFRP布抗剥离性能的影响规律，建议了连梁的合理抗震加固方法。本项目的上述研究成果有利于解决地震区小跨高比连梁抗震设计与抗震加固难题，能为相关工程设计和规范修订提供试验依据。 2100433B

鉴于汶川地震中钢筋混凝土联肢剪力墙结构的小跨高比连梁剪切破坏较为普遍，本项目基于耗能减震控制技术提出一种新型混合联肢剪力墙结构，该结构采用带有屈曲约束构件的钢桁架连梁代替传统的小跨高比钢筋混凝土连梁，通过钢桁架连梁中屈曲约束构件的滞回耗能来消耗结构振动能量,减小结构地震反应。本项目拟采用模型试验和有限元方法研究该新型联肢剪力墙结构的抗震性能，探讨不同耦连比下结构的耗能机理，建立结构的数值分析模型并进行结构的非线性地震反应分析。本项目预期将得到该结构的主要抗震性能指标,揭示耦连比和结构整体抗震性能之间的相互关系,提出该结构的实用抗震设计与分析方法。本项目的研究成果将有利于解决联肢剪力墙结构小跨高比连梁延性不足的问题，为推广该结构在高烈度地震区的应用具有重要的理论和工程意义，并能为我国相关规范的编制提供科学参考依据。

1 金属耗能减震的概念与原理

1.1 结构减震控制的概念与分类

1.1.1 结构减震控制的概念与发展简况

1.1.2 结构减震控制的分类与原理

1.2 耗能减震的概念、原理与分类

1.2.1 耗能减震的概念

1.2.2 耗能减震的原理

1.2.3 耗能减震装置的分类

1.2.4 耗能减震装置设计的新思路

1.3 金属耗能特性与减震原理

1.3.1 金属耗能的特性与减震原理

1.3.2 钢材的耗能特性与减震原理

1.3.3 铅的耗能特性与减震原理

1.3.4 形状记忆合金的耗能特性与减震原理

1.4 金属耗能减震特点与应用范围

参考文献

2 金属耗能器的类型与性能

2.1 软钢耗能器的类型与性能

2.1.1 梁式耗能器

2.1.2 锥形钢悬臂耗能器

2.1.3 加劲耗能装置（ADAS）

2.1.4 U形、S形、三角形钢元件耗能器

2.1.5 圆环（方框）耗能器

2.1.6 蜂窝状、槽型、单圆孔形、双X形钢板耗能器

2.1.7 剪切钢板耗能器

2.1.8 折叠薄壁钢管（Grooved thin-walled tubes）耗能器

2.1.9 无粘结支撑（约束钢构件耗能器）

2.1.10 Laura型耗能器、E字形钢耗能器

2.1.11 剪切联结耗能器

2.2 低屈服点钢耗能器的类型与性能

2.3 铅耗能器的类型与性能

2.3.1 铅挤压耗能器

2.3.2 铅剪切耗能器

2.3.3 铅节点耗能器

2.3.4 圆柱型铅耗能器

2.3.5 异型铅耗能器

2.3.6 新型铅耗能器

2.4 组合式钢耗能器的类型与性能

2.4.1 弹塑性滞回一摩擦复合耗能器

2.4.2 组合钢板耗能器

2.4.3 钢管铅芯耗能器

2.4.4 钢铅组合耗能器

2.4.5 超塑性合金筒耗能器

2.4.6 铅粘弹性阻尼器

2.4.7 铅粘弹性阻尼筒耗能器

参考文献

3 金属耗能（阻尼）器的力学模型

3.1 理想弹塑性模型

3.2 双线性模型

3.3 Ramberg-Osgood模型

3.4 Bouc-Wen模型

3.5 钢材考虑损伤积累效应滞回模型

参考文献

4 金属耗能减震结构的特性

4.1 装有加劲耗能装置结构体系的减震性能

4.1.1 装有X形加劲耗能装置的三层钢框架结构的振动台试验研究

4.1.2 装有三角形加劲耗能装置的两层钢框架的拟动力试验

4.1.3 装有开孔式加劲耗能装置的五层钢框架振动台试验研究

4.2 装有圆环和弹塑性滞回一摩擦耗能器结构体系的减震性能

4.2.1 试验结构的概况

4.2.2 地震波输入

4.2.3 结构特性

4.3 装有矩形板耗能器钢框架结构的减震性能

4.3.1 试验结构的概况

4.3.2 地震波的输入

4.3.3 结构特性

4.4 装有无粘结支撑框架的减震性能

4.4.1 装有无粘结支撑框架的拟动力试验

4.4.2 装有无粘结支撑框架的振动台试验

4.5 装有单圆孔软钢耗能装置钢框架的减震性能

4.5.1 结构概况

4.5.2 地震波的输入

4.5.3 结构特性

4.6 装有剪切联结（SL）耗能装置的钢框架的减震性能

4.6.1 结构概况

4.6.2 地震波的输入

4.6.3 结构特性

4.7 装有低屈服点剪切钢耗能装置的钢框架的减震性能

4.7.1 试验结构的概况

4.7.2 地震波输入

4.7.3 结构特性

4.8 装有组合钢板屈服耗能器的高层钢结构的减震性能

4.8.1 试验结构概况

4.8.2 地震波的输入

4.8.3 结构特性

参考文献

5 金属耗能减震结构的分析方法

6 金属耗能（阻尼）减震结构的设计方法

7 金属阻尼（耗能）减震器的应用

8 耗能减震结构分析软件简介

附录 英制与国际单位制（SI）转换表

·收起全部<<2100433B

《金属耗能减震结构设计》系统地总结和阐述了金属耗能减震的理论、方法、技术和工程应用的主要研究成果。主要内容包括金属耗能减震的概念与原理、金属耗能器的类型和性能、金属耗能器的力学模型、金属耗能减震结构的特性、分析方法、设计方法和分析软件以及金属耗能器的工程应用情况等。

《金属耗能减震结构设计》可作为从事土木工程、防灾减灾工程及防护工程、工程力学、材料科学与工程的研究、设计、制造和施工人员工程技术参考书。也可作为上述专业的研究生和高年级本科生的学习参考书。