新型半刚性钢管混凝土组合框架的破坏机理和抗震设计对策

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
51178156
项目类别：
面上项目
资助金额：
60.0万
负责人：
王静峰
依托单位：
合肥工业大学
学科分类：
E0804.结构工程
结题年份：
2015
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2015-12-31

项目参与者：
侯和涛；盛宏玉；肖亚明；宋满荣；杨扬；陈安英；朱旭峰；邢文彬；郑中明；
关键词：
抗震设计单边高强度螺栓破坏机理半刚性组合框架

项目摘要

钢管混凝土柱和钢-混凝土组合楼盖通过单边高强度螺栓和端板构成的新型半刚性钢管混凝土组合框架，具有诸多优点，值得推广和应用。拟通过试验了解其在地震荷载作用下的滞回性能和破坏模式，揭示其破坏机理和抗震性能，探讨不同参数影响下，梁柱结合部的转动能力和塑性铰出现的规律，以及节点半刚性对弯矩调幅的影响，确定其力学分析模型，进行往复荷载作用下非线性全过程反应分析。根据模型试验验证和改进理论，应用时程分析法和静力弹塑性分析法进行结构弹塑性地震反应分析，探讨其整体侧移规律、屈服过程和失效机制，寻找结构抗侧能力、位移延性和性能目标的关系。提出多遇地震和罕遇地震作用下的简化计算方法，并考虑屈曲约束支撑改善框架抗侧向刚度不足的影响。在试验研究和理论分析基础上，提出半刚性钢管混凝土组合框架抗震设计方法和构造措施。该项目研究对于形成新型组合框架结构技术，推动结构创新和发展，具有重要理论意义和工程应用价值。

结项摘要

钢管混凝土柱和钢—混凝土组合楼盖通过单边高强度螺栓和端板构成的新型半刚性钢管混凝土组合框架，具有诸多优点，值得推广和应用。通过拟静力试验和拟动力试验获悉钢管混凝土柱与组合梁单边高强度螺栓端板连接节点在地震荷载作用下的滞回性能、破坏模式和时程曲线，揭示延性和耗能特征；建立组合节点理论分析模型，分析不同参数的影响规律；提出钢管混凝土柱与组合梁半刚性节点的简化设计方法。通过拟静力试验了解半刚性钢管混凝土组合框架在地震荷载作用下的滞回性能和破坏模式，探讨不同参数影响下，梁柱结合部的转动能力和塑性铰出现的规律，以及节点半刚性对弯矩调幅的影响；通过拟动力力试验获悉组合框架的地震响应和时程曲线；确定组合框架的力学分析模型，进行往复荷载作用下非线性全过程反应分析。根据模型试验验证和改进理论，应用时程分析法和静力弹塑性分析法进行结构弹塑性地震反应分析，探讨其整体侧移规律、屈服过程和失效机制，寻找结构抗侧能力、位移延性和性能目标的关系。提出多遇地震和罕遇地震作用下的简化计算方法。通过拟静力试验了解屈曲约束支撑半刚性钢管混凝土组合框架的抗震性能和破坏机理，应用屈曲约束支撑改善纯框架抗侧向刚度不足的影响。在试验研究和理论分析基础上，提出半刚性钢管混凝土组合框架抗震设计方法和构造措施。研究表明，钢管混凝土柱与组合梁单边高强度螺栓端板连接框架具有良好的抗震性能和耗能能力，可以很好地应用于多高层装配式钢结构建筑中。本项目研究有助于形成新型组合框架结构技术，推动结构创新和发展，具有重要理论意义和工程应用价值。