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近年来,可恢复功能结构作为一种新型的减震控制结构,引起了工程师和研究者们的广泛关注。自复位结构是可恢复功能结构的一种,其形成主要通过放松结构构件间的约束,使构件接触面处仅承受压力作用而无拉力作用,在地震作用下结构发生摇摆,并且利用预应力使结构复位。本文在总结国内外对梁柱节点自复位结构体系研究的基础上,研究了一种新型的内填蝴蝶形钢板墙耗能的自复位钢框架结构体系。蝴蝶形钢板墙是带缝钢板墙的一种改进形式,有着比带缝钢板墙更好的抗震耗能性能。将蝴蝶形钢板墙内填于自复位框架中,在多遇地震下作为抗侧力构件参与抵抗结构的地震力,在设计地震或罕遇地震下作为自复位框架的耗能构件吸收输入结构的地震能量。本文分别对蝴蝶形钢板墙、内填蝴蝶形钢板墙耗能的自复位框架结构体系进行了理论研究和有限元析,主要包括以下几方面内容和结论: (1)介绍了蝴蝶形钢板墙和内填蝴蝶形钢板墙耗能的自复位框架结构体系的有限元建模方法,并通过相关试验进行验证,有限元模拟与试验吻合良好。 (2)理论推导了蝴蝶形钢板墙的初始刚度和承载力,并与有限元分析进行对比,推导的理论计算公式与有限元结果吻合良好。 (3)在已有相关研究的基础上,对蝴蝶形钢板墙与自复位钢框架结构的协同工作机理进行了细致的分析,得出了内填蝴蝶形钢板墙耗能的自复位框架结构体系与自复位框架结构的刚度相关关系,并给出结构的残余位移控制计算表达式。利用虚功原理,介绍了结构体系的有效初始刚度和复位刚度的计算方法。在一些简化的假设基础之上,推导了结构体系中关键受力构件--梁的受力需求表达式。 (4)选取了一单层上下各带半层柱的内填蝴蝶形钢板墙耗能的自复位框架结构模型,进行有限元循环加载分析,将所得结果与上述第(3)项的理论分析进行对比,二者吻合良好。对吻合度稍差的项目,分析其原因。