屈曲约束支撑与装配式混凝土框架连接抗震机理与设计方法研究

Buckling restrained braces can improve the seismic performance of prefabricated concrete frame effectively. Buckling restrained braces- prefabricated concrete frame will has a good application prospect under the trend of industrialization development. However lack of joint and working mechanism research buckling between buckling restrained braces and prefabricated concrete frame, which affect the use of this kind of structure system. This project puts forward two kinds of joint and construction measures of prefabricated concrete frame. Tow joint specimens of buckling restrained braces- prefabricated concrete frame under static loading and six joint specimens of buckling restrained braces- prefabricated concrete frame under cyclic loading were carried out. The failure mode and stress mechanism of joint were analyzed. Joint working mechanism is instructed; the calculation formula the overall stiffness, additional damping ratio and design method of joint are deduced. On the research of the joint, the simplified analysis model of buckling restrained braces- prefabricated concrete frame is worked. This will support for the theory and design method of buckling restrained braces- prefabricated concrete frame.

屈曲约束支撑能有效地提高装配式混凝土框架的抗震性能，在建筑工业化发展的趋势下，具有良好的应用前景。然而目前缺乏屈曲约束支撑与装配式混凝土框架之间的连接构造和受力机理的研究，从而影响了这种结构形式的运用和推广。本项目提出2种支撑节点板与装配式混凝土框架的构造措施和安装方法，并以节点板形式、节点连接形式等为研究参数进行2个节点的静力试验和6个节点的低周反复荷载试验，分析连接节点的破坏方式和受力机理，从而确定节点的恢复力模型，明确节点工作机理，推导出带节点板屈曲约束支撑整体刚度、附加阻尼比和节点的简化设计方法。在节点研究的基础上，构建屈曲约束支撑装配式混凝土框架简化分析模型，从而为屈曲约束支撑装配式混凝土框架理论与设计方法奠定一定的科学研究基础。

装配式混凝土框架是建筑工业化装配式混凝土结构的主要形式之一，具有施工速度快，现场污染小，劳动力耗费少，绿色环保等优点。但是装配式混凝土框架的预制梁柱构件采用现场装配，导致其整体受力和抗震性能有待提高。采用屈曲约束支撑可有效改善装配式混凝土框架的抗震性能。目前，对于屈曲约束支撑装配式混凝土框架连接的研究尚缺乏。.本项目提出2种支撑节点板与装配式混凝土框架的构造措施和安装方法。为了更好的研究屈曲约束支撑在整个装配式混凝土结构中的连接性能，本项目将节点试验升级调整为屈曲约束支撑装配式混凝土框架试验。以节点板形式、节点连接形式、预埋件构造形式、支撑布置形式以及有无布置支撑为研究参数，通过分析4榀屈曲约束支撑装配式混凝土框架与1榀现浇混凝土框架在地震荷载作用下的受力特征和实际动力荷载中的破坏模式，深入了解屈曲约束支撑装配式混凝土框架连接的破坏机理和抗震性能，明确连接节点工作机理，确定其力学分析模型，建立其非线性全过程反应分析理论。根据模型试验验证和改进理论，应用理论进行数值仿真模拟，深入研究其破坏机制和抗震性能，包括影响滞回性能、耗能能力、强度和刚度的主要参数，揭示其滞回损伤规律。建立屈曲约束支撑装配式混凝土框架简化模型，并对简化模型进行了讨论，应用简化模型选取荷载参数、材料参数和几何参数以及屈曲约束支撑参数，对框架结构进行了系统分析。给出了屈曲约束支撑的设计验算公式，提出了屈曲约束支撑的节点板刚度、整体刚度和阻尼比简化设计方法。通过本项目的研究为建立屈曲约束支撑与装配式混凝土节点抗震理论与设计方法奠定研究基础。