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屈曲约束支撑是近年来发展迅速的一种新型支撑,具有耗能性能稳定,减震效果显著的特点。这种支撑解决了普通支撑受压屈曲的问题,在受拉和受压状态下均能屈服,提高结构的阻尼,从而耗散输入到结构中的地震能量。目前,这种支撑体系主要应用在钢结构中,对于混凝土结构的研究和应用主要集中在对已有结构的加固过程中,关于新建的混凝土框架结构屈曲约束支撑体系的研究还处于相对滞后的状态,对于节点性能的研究更是空白阶段,因此本文的研究对于屈曲约束支撑在混凝土框架结构中的应用具有很好的推广作用和研究价值。
本文首先设计了两种连接形式的框架梁节点,分别为型钢式节点和栓钉式节点,通过ABAQUS有限元分析软件对两种节点进行分析,分别进行单调加载和往复加载,对节点的荷载位移曲线、滞回曲线、骨架曲线、节点延性、刚度退化进行分析,研究节点的极限承载力,耗能能力,节点的破坏方式和受力机理。然后,本文在国内外屈曲约束支撑结构理论及试验研究的基础上,设计制作了两组共四个屈曲约束支撑混凝土框架梁节点,分别进行单调及低周往复荷载试验,研究屈曲约束支撑混凝土框架节点的抗震性能,包括混凝土梁节点的开裂特征、破坏方式、受力机理及预埋件设计的合理性,分析节点的单调荷载位移曲线,低周往复加载作用下的滞回曲线、骨架曲线、刚度退化、节点的延性等。
结果表明,节点在单调及往复荷载作用下具有良好的工作性能,单调荷载作用下各阶段力学特征分明,具有良好的延性。往复荷载作用下滞回曲线饱满,具有明显的捏拢现象,具有良好的延性及抗震性能,刚度退化平稳,耗能能力较好。通过试验结果表明,节点的破坏均为节点板与混凝土梁接触处的混凝土被贯通式压碎所致,节点传力方式合理,表明预埋件具有良好的传力性能及可靠性。本文的研究证明了屈曲约束支撑在钢筋混凝土结构中应用的可行性,可以为新建的屈曲约束支撑钢筋混凝土结构提供参考。