型鋼混凝土梁柱框支剪力墻抗震性能研究.pdf

1、建筑使用功能沿高層豎向往往要發(fā)生變化，底部樓層常作為商場、餐廳、展覽廳、文化娛樂等公共用房，上部樓層作為住宅、辦公、旅館等用房。相應(yīng)地，進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)設(shè)置托柱轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)將上部小柱網(wǎng)框架結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為底部大柱網(wǎng)框架結(jié)構(gòu)；或設(shè)置托墻轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)將上部小開問剪力墻結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換為底部大開間框架結(jié)構(gòu)，即底部大空間框支剪力墻結(jié)構(gòu)。地震震害表明，鋼筋混凝土框支剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能較差，地震后結(jié)構(gòu)破壞嚴重。在我國，高層建筑多集中在高烈度地震區(qū)內(nèi)，底部大空間框支剪力

2、墻結(jié)構(gòu)是結(jié)構(gòu)工程師經(jīng)常采用的結(jié)構(gòu)型式，如何改善這種結(jié)構(gòu)的抗震性能是一個亟待解決的問題。本文研究托墻轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，提出在框支剪力墻結(jié)構(gòu)中采用型鋼混凝土框支梁、型鋼混凝土框支柱，稱之為“型鋼混凝土梁柱框支剪力墻結(jié)構(gòu)”，既可縮小構(gòu)件截面尺寸、增加建筑使用空間，又可改善鋼筋混凝土框支剪力墻延性差的缺陷，通過試驗與理論研究得出有益的結(jié)論，為結(jié)構(gòu)工程師設(shè)計這種結(jié)構(gòu)時提供理論依據(jù)及設(shè)計方法。 論文共分為以下幾個部分： 第l部分介紹論文研究

3、的背景、意義和主要內(nèi)容； 第2部分介紹與課題相關(guān)的三方面研究內(nèi)容：型鋼混凝土、框支剪力墻和轉(zhuǎn)換構(gòu)件，就國內(nèi)外在這三方面的研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)進行綜述分析； 第3部分研究框支剪力墻結(jié)構(gòu)在靜力荷載作用下的受力機制，建立了框支剪力墻有限元模型，進一步給出實用內(nèi)力分析方法； 第4部分根據(jù)實用內(nèi)力分析方法確定的結(jié)構(gòu)內(nèi)力，基于《鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程》和《型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》，給出型鋼混凝土框支柱、型鋼混凝土框支梁、梁

4、柱節(jié)點、柱腳的設(shè)計方法；，第5部分基于提出的實用內(nèi)力分析方法和結(jié)構(gòu)設(shè)計公式，設(shè)計完成了4榀l／4縮尺比例的模型試件擬靜力試驗，施加豎向荷載和單調(diào)及低周反復(fù)水平荷載，其中3榀試件采用型鋼混凝土框支梁和框支柱，作為對比，1榀試件采用鋼筋混凝土框支梁和框支柱，研究結(jié)構(gòu)承載力、變形、剛度、延性、耗能能力和破壞形態(tài)。試驗結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)配置型鋼后各項性能指標(biāo)均得到改善，延性系數(shù)可提高2.24～2.95倍； 第6部分基于理論公式及試驗數(shù)據(jù)，建

5、立了單調(diào)荷載作用下型鋼混凝土梁柱框支剪力墻骨架線模型、反復(fù)荷載作用下型鋼混凝土梁柱框支剪力墻恢復(fù)力模型、反復(fù)荷載作用下鋼筋混凝土梁柱框支剪力墻恢復(fù)力模型，模型考慮了強度退化和剛度退化，經(jīng)與試驗曲線對比，兩者吻合較好；第7部分提出了底部大空間框支剪力墻結(jié)構(gòu)抗震分析簡化模型，將結(jié)構(gòu)視作由剪力墻單元和框支單元組成，給出了兩種單元的單元剛度矩陣，并編制了結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)時程分析程序，進一步進行了彈性時程分析、彈塑性時程分析，對比了結(jié)構(gòu)配置型鋼后對抗