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钢管混凝土框架结构抗震性能的试验与理论研究

作　者: 许成祥
导　师: 李忠献
学　校: 天津大学
专　业: 结构工程
关键词: 钢管混凝土结构 抗震性能 模型试验 非线性有限元分析 抗震可靠度
分类号: TU398.9
类　型: 博士论文
年　份: 2003年
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内容摘要


目前，国内外对钢管混凝土结构的研究多集中于基本构件的力学行为，较好开展钢管混凝土框架结构工作性能的研究。本文对钢管混凝土框架结构的抗震性能进行试验与理论研究，具有重要的工程实践和理论指导意义。本文研究工作的创新性和所取得的研究成果主要表现在以下几个方面：1、钢管混凝土框架结构抗震性能的试验研究。基于现有规范相关规定，设计的钢管混凝土框架在低周反复荷载下能形成梁铰破坏机制。其变形能力、承载能力、延性、耗能能力等受力性能均满足抗震要求。框架模型的有效延性系数达到7.54，远大于一般延性框架延性系数(4的要求。基于钢管混凝土柱抗弯刚度研究成果，应用“D”值法的基本原理，计算钢管混凝土框架结构的水平侧移，与试验测试值符合较好。2、钢管混凝土框架结构的非线性有限元分析。基于钢管混凝土受力特点，建立适用于反复荷载作用下钢管混凝土结构材料的本构关系。应用钢管混凝土统一模量理论和分离模量理论，考虑材料非线性、几何非线性和节点加强和刚度退化等因素的影响，采用APDL参数化程序设计语言编制的命令流，对钢管混凝土框架在低周反复荷载作用下的受力性能进行分析，与模型试验结果相比较，二者吻合较好，验证了基于统一理论的钢管混凝土结构设计方法的可行性和适用性。3、钢管混凝土框架结构的抗震可靠度分析。针对现行规范设计的钢管混凝土框架，应用Monte Carlo随机模拟法，分析结构在小震作用下控制截面屈服的相关性，由此建立结构在小震作用下的可靠度分析方法。以结构总体破坏指标建立极限状态方程，采用适合强柱弱梁型框架结构分析的杆系模型，提出一种钢管混凝土框架结构在大震作用下的可靠度分析方法。参照现行规范结构构件抗震设计方法，建立基于可靠度理论的钢管混凝土框架结构体系的抗震设计表达式，分析地震作用的变异性和抗力的变异性对地震作用分项系数的影响，给出不同抗震类别建筑的抗震调整系数和地震作用分项系数。 <WP=4>

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 组合结构 > 其他组合结构
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