《型鋼混凝土異形柱框架抗震子結構混合試驗研究》是依託蘇州科技大學，由蔡新江擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：型鋼混凝土異形柱框架抗震子結構混合試驗研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：蔡新江
- 依託單位：蘇州科技大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
型鋼混凝土異形柱框架是小高層住宅一種較為理想的結構形式，目前針對構件層面的相關研究已經較為深入，但對結構層面的整體抗震性能研究還處於探索階段，僅進行過少量的擬靜力試驗，針對這種新型結構的特點，本項目採用混合試驗的方法，通過柔性載入邊界條件簡化和多自由度的解耦，進行以兩層半中框架（或框線架）為試驗單元，上部框架節點為微觀計算單元、樑柱為巨觀計算單元的多自由度混合試驗，通過分析破壞過程，研究結構破壞機理，剛度、強度、延性、耗能等抗震指標的變化規律；依據對模型震損程度的評估,有針對性地進行局部加固，對加固後的模型再次進行混合試驗，從而更為深入地研究SRC異形柱框架這種新型結構的抗震性能。. 混合試驗考慮了地震動輸入可更為深入地反映結構真實受力狀態，在保證精度的同時僅使用子結構模型節約了造價，計算部分使用有限元避免了傳統擬動力試驗的集中質量假設，可對SRC異形柱框架進行整體結構精細化的抗震性能分析。
結題摘要
型鋼混凝土異形柱框架是改善傳統鋼筋混凝土異形柱框架力學性能的一種高效結構體系，本項目主要以子結構混合試驗手段來探索上述結構體系的抗震性能。在試驗平台方面，首先基於課題組前期研究成果在江蘇省結構工程重點實驗室內建立了兩種抗震混合試驗平台：MTS-Matlab-OpenFresco-OpenSees混合試驗系統和基於MTS內部命令控制的抗震擬動力試驗系統，並分別針對單榀框架模型和蜂窩型鋼柱模型進行了驗證性混合試驗，證實了上述系統的可行性；在數值積分算法上提出了一種修正CD-Newmark組合數值積分算法，分無阻尼及有阻尼兩種情況研究了組合算法的數值特性，找到了適合項目中混合試驗套用的積分算法；研究了基於多點約束的多尺度混合試驗界面連線方法和基於橡膠墊-質量塊系統放大效應的子結構振動台試驗方法，闡述兩種新型抗震試驗方法的關鍵問題，並分別進行了可行性驗證試驗。在數值模擬方面進行了整體結構彈塑性分析，對多層鋼筋混凝土異形柱框架、型鋼混凝土異形柱框架、鋼管混凝土異形柱框架進行了靜力Pushover分析、滯回分析和動力時程分析，對比分析不同框架的力學特性，為後續進行的混合試驗提供研究基礎；基於多尺度有限元模型進行了鋼框架的地震時程分析，驗證了多尺度方法用於抗震混合試驗的可行性。在混合試驗方面進行了型鋼混凝土異形柱的構件擬靜力試驗，預先了解構件層面上試件的力學特性；然後基於型鋼混凝土異形柱框架數值單元部分作為計運算元結構，單柱及框架分別作為試驗單元進行了型鋼混凝土異形柱框架子結構混合試驗，獲取結構關鍵部位和整體結構的抗震性能，局部構件加固後再進行震損構件抗震性能試驗，深入探索型鋼混凝土異形柱框架結構整體抗震性能，在此基礎上又研究了異形柱框架剪力牆結構的抗震性能。混合試驗更為深入地反映結構真實受力狀態，在保證精度的同時僅使用子結構模型節約了造價，計算部分使用有限元避免了傳統擬動力試驗的集中質量假設，可對SRC異形柱框架進行整體結構精細化的抗震性能分析。
