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底层大空间结构由于其使用功能优越,受到了广泛的应用,同时因为其抗震能力弱而在使用上会受到制约。为了提高底层大空间结构的抗震性能,本文对一种新型耗能装置进行研究―掺粗合成纤维钢筋混凝土耗能柱,一般设置于底层柔性结构的底层或刚度较小的楼层等位置,在地震中利用变形放大效应来让耗能装置消耗地震能量,保证主体结构的安全,从而控制结构损伤、提高结构的抗震耗能能力和耐久性。这种耗能器一般是由多根(含单根、双根、常为3~5根)高度约为层高的1/3~1/2的混凝土延性柱及其刚性支座组成。 本文通过对四个掺粗合成纤维钢筋混凝土耗能柱在低周反复水平荷载作用下的试验,研究了耗能器在低周荷载作用下耗能柱的破坏形态、刚度衰减规律以及不同纤维掺入量对混凝土耗能器的耗能性能,并应用ABAQUS软件对其进行了数值模拟,完成了如下研究工作: 1.对4个掺粗合成纤维钢筋混凝土耗能柱进行拟静力试验,发现延性柱耗能器中多根单柱变形、破坏形态基本一致,具有良好的协同工作性能。 2.钢筋混凝土耗能柱纤维掺入量过大,造成屈服以后延性柱的刚度下降较快,延性降低,从而明显降低延性柱的耗能能力;延性柱构造形式的差异对耗能器的耗能能力的影响。 3.后期对拟静力试验进行数据处理,得到其滞回曲线、骨架曲线、延性系数等,对这种混凝土耗能柱的耗能能力进行了分析。 4.通过进行的数值模拟分析,通过试验与运用ABAQUS软件对其进行数值模拟,可知CDP模型在ABAQUS中模拟混凝土材料的弹塑性破坏情况是可行的。 5.ABAOUS软件在模拟骨架曲线的数值还是较为准确的,对于滞回曲线的模拟整体变化趋势相同,但捏缩现象不是太理想。