摘要
自复位结构因其在震后能将结构体系回复到正常工作状态而被广泛研究，这种结构能够减少地震后的修复时间，降低经济损失。偏心支撑框架结构的耗能能力和刚度都很好，但是连梁在地震中过大的残余变形将导致偏心支撑钢框架结构震后修复十分困难。本文通过结合自复位结构与偏心支撑钢框架结构的优点，提出一种新型的抗震结构体系：自复位Y型偏心支撑钢框架结构(SC-YEBF)。 首先，通过总结国内外对自复位结构、偏心支撑钢框架结构的研究，参考国内外相关设计规范，本文提出了SC-YEBF的设计方案，SC-YEBF由普通偏心支撑钢框架、预应力钢绞线、摇摆连梁、可更换耗能件组成。SC-YEBF与其他抗震结构最明显的区别在于：可更换耗能件安装于摇摆连梁两侧和地梁与托梁之间，通过横梁发生横向侧移带动耗能件屈服进行耗能，通过预应力钢绞线施加的预应力实现自复位。此外，本文设计了包括自复位Y型偏心支撑钢框架和自复位Y型偏心支撑模块两个研究对象，以考察框架对自复位耗能模块的影响，并在各结构中设计了不同形式可更换耗能件。 然后，本文设计了6个足尺SC-YEBF循环加载试验去验证该体系的抗震性能。其中3个自复位Y型偏心支撑框架，3个自复位Y型偏心支撑模块。循环加载试验中除了安装或更换不同形式的可更换耗能件外，普通偏心支撑钢框架和预应力钢绞线均没有被更换，其中：F0没有安装耗能件，诣在验证无耗能件自复位Y型偏心支撑框架的自复位性能；FL1、FL2为分别安装不同形式耗能件的自复位Y型偏心支撑框架，诣在验证不同形式耗能件耗能能力大小；M0没有安装耗能件，诣在验证无耗能件自复位Y型偏心支撑模块的自复位性能；MU、MP为分别安装不同形式耗能件的自复位Y型偏心支撑模块，诣在验证不同形式耗能件耗能能力大小。 试验结果显示：自复位Y型偏心支撑钢框架结构均具有良好的强度、刚度和耗能能力，在耗能件拆卸之后均能实现结构的自复位；即使经过多次循环加载变形，更换了可更换耗能件后的SC-YEBF仍表现出较稳定的刚度、强度、自复位能力和耗能能力；安装及更换可更换耗能件十分便捷，表明SC-YEBF震后修复时间将大大缩短。 最后，本文对自复位Y型偏心支撑钢框架结构未来的研究方向提出一点建议和意见。
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