【摘 要】
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近年来,中央和各地方政府多次出台政策和相关文件推进建筑工业化的发展,我国建筑行业向绿色化、工业化、信息化等方面发展。干式连接装配式框架无现场湿作业,构件预制程度高,施工绿色高效,配合耗能装置可实现震后快速修复,更加契合建筑工业化发展要求。准确全面的评估结构性能是基于性能的结构抗震设计基础,本文从节点层次、框架层次全方位、多维度的评估了预应力-耗能型装配式框架的性能,为基于性能的干式连接装配式框架的
【基金项目】
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国家自然科学基金重点项目(51838004)、面上项目(52078119)
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近年来,中央和各地方政府多次出台政策和相关文件推进建筑工业化的发展,我国建筑行业向绿色化、工业化、信息化等方面发展。干式连接装配式框架无现场湿作业,构件预制程度高,施工绿色高效,配合耗能装置可实现震后快速修复,更加契合建筑工业化发展要求。准确全面的评估结构性能是基于性能的结构抗震设计基础,本文从节点层次、框架层次全方位、多维度的评估了预应力-耗能型装配式框架的性能,为基于性能的干式连接装配式框架的抗震设计理论发展奠定基础。本文对预应力-耗能型装配式梁柱节点进行理论分析,梳理了该节点的力学特性和受力机理。在此基础上,基于Open Sees提出了一种针对预应力-耗能型装配式梁柱节点的数值模拟通用模型,并选用耗能角钢、耗能杆、阻尼器等三种不同耗能装置的典型试验进行算例验证,验证了该通用模型的准确性。应用该通用模型对与自复位特性和耗能特性相关的关键参数进行参数分析,进一步研究预应力-耗能型装配式梁柱节点的受力特性,从节点层次全面评估该干式连接装配式节点性能。针对采用摩擦阻尼器作为耗能装置的预应力-耗能型装配式梁柱节点,提出了一种简化模型,并验证了该模型的准确性。在框架层次进行数值模拟时,该简化模型极大地提高了结构数值模拟时的收敛性和计算效率。基于OpenSees建立了多高层现浇框架和预应力-耗能型装配式框架的数值模型,基于目标反应谱法筛选了7条合适的地震动,对建立的四种数值模型进行弹塑性时程分析。采用顶点位移、最大层间位移角和残余位移角作为评价指标,研究频遇地震、设防地震及罕遇地震下,多层现浇框架、高层现浇框架、多层装配式框架及高层装配式框架的抗震性能,从框架层次多维度评估该干式连接装配式框架的优异性能。梳理了增量动力分析和易损性分析的基本原理和分析方法,对多高层现浇框架和预应力-耗能型装配式框架的数值模型进行增量动力分析和易损性分析。以峰值加速度PGA和基本周期谱加速度S a(7)T 1(8)作为地震动强度指标,以最大层间位移角和残余位移角作为结构损伤指标,评估该干式连接装配式框架在不同地震动强度下的抗震性能以及在特定地震动强度下超越某一极限状态的概率。地震作用往往以地震集群的形式出现,主震后常常跟随着不可忽略的余震,研究结构累积损伤下的性能具有重要意义。本文从PEER平台选取10条同一地震同一测站下的主震和最大余震,将两者拼接在一起,插入足够的时间间隔,形成主余震型地震动序列。对现浇框架输入主余震地震动,模拟累积损伤的状态;对预应力-耗能型装配式框架输入余震地震动,模拟震后快速修复,更换耗能装置后的状态。通过IDA分析和易损性分析,评估装配化框架快速修复后的性能。
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