錯(cuò)層板柱結(jié)構(gòu)體系的受力特點(diǎn)及抗震性能試驗(yàn)研究.pdf

1、我國(guó)城市化進(jìn)程發(fā)展迅猛，汽車數(shù)量急劇增加，車輛停放已逐漸成為一個(gè)突出的社會(huì)問(wèn)題。建造高效迅捷、經(jīng)濟(jì)安全的停車建筑，具有重大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)意義。錯(cuò)層板柱結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用于停車場(chǎng)建筑，可以更加合理利用空間，達(dá)到良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
　　作為一種新型結(jié)構(gòu)體系，錯(cuò)層板柱結(jié)構(gòu)體系獨(dú)特的力學(xué)性能決定了不能根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范的板柱設(shè)計(jì)條文進(jìn)行承載力設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)。為探索錯(cuò)層板柱結(jié)構(gòu)體系的破壞機(jī)制、耗能機(jī)理及抗震能力，本文采用試驗(yàn)研究、有限元模

2、擬及理論分析相結(jié)合的方法，對(duì)錯(cuò)層板柱結(jié)構(gòu)的抗震性能，從節(jié)點(diǎn)、空間模型、優(yōu)化模型進(jìn)行了多層次的系統(tǒng)研究。本文的主要工作及成果如下:
　　第一，對(duì)本課題組現(xiàn)有關(guān)于錯(cuò)層板柱節(jié)點(diǎn)及體系的研究成果進(jìn)行收集、總結(jié)和評(píng)估，從錯(cuò)層板柱節(jié)點(diǎn)和結(jié)構(gòu)體系兩個(gè)方面提出了相應(yīng)的概念設(shè)計(jì)方法。錯(cuò)層節(jié)點(diǎn)的概念設(shè)計(jì)主要是根據(jù)錯(cuò)層柱受梁板構(gòu)件的約束情況以及受梁板構(gòu)件的影響規(guī)律提出。錯(cuò)層板柱結(jié)構(gòu)體系的抗震概念設(shè)計(jì)，主要涉及錯(cuò)層板柱結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)布置、錯(cuò)層板柱結(jié)構(gòu)構(gòu)件的

3、概念設(shè)計(jì)以及錯(cuò)層板柱結(jié)構(gòu)體系的抗震構(gòu)造措施三個(gè)方面。
　　第二，進(jìn)行了兩個(gè)錯(cuò)層板柱節(jié)點(diǎn)試件的低周反復(fù)荷載試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，錯(cuò)層短柱節(jié)點(diǎn)在低周反復(fù)荷載作用下由斜壓桿機(jī)制轉(zhuǎn)變?yōu)橐曰炷翞樾眽簵U、箍筋為水平拉桿、柱縱筋為豎向拉桿的桁架機(jī)制，最后以短柱處的剪切破壞為節(jié)點(diǎn)破壞模式;滯回曲線呈反S型，捏縮效應(yīng)明顯，延性系數(shù)較低，耗能能力不甚理想。工程設(shè)計(jì)中，短柱的配筋計(jì)算與構(gòu)造措施應(yīng)予以特別重視，節(jié)點(diǎn)核心區(qū)的鋼筋錨固及邊梁設(shè)計(jì)應(yīng)予以加強(qiáng)。<

4、br>　　第三，基于錯(cuò)層板柱節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果和桁架模型理論，提出錯(cuò)層板柱節(jié)點(diǎn)破壞理論。類比現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》中的框架梁柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)截面抗震驗(yàn)算公式，提出了錯(cuò)層板柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)截面抗震驗(yàn)算公式，包括錯(cuò)層板柱節(jié)點(diǎn)核心區(qū)水平截面上的剪力計(jì)算公式和水平抗剪承載力公式，與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好。
　　第四，進(jìn)行了1/7縮尺的錯(cuò)層板柱結(jié)構(gòu)模型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，對(duì)其整體抗震性能進(jìn)行研究與分析。結(jié)果表明，在有效控制位移、扭轉(zhuǎn)等結(jié)構(gòu)計(jì)算參數(shù)的前提下，錯(cuò)

5、層板柱結(jié)構(gòu)可以在7度區(qū)使用;在8度及以上烈度區(qū)，未采取有效加強(qiáng)措施時(shí)，不建議使用。錯(cuò)層的存在導(dǎo)致錯(cuò)層柱兩側(cè)的抗側(cè)剛度不均，動(dòng)力反應(yīng)存在較大差別;錯(cuò)層柱及板柱節(jié)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)柱為模型最大應(yīng)變位置，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)予以重視。
　　第五，針對(duì)試驗(yàn)研究成果以及錯(cuò)層板柱結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，嘗試優(yōu)化結(jié)構(gòu)方案，采用Q235軟鋼斜撐對(duì)錯(cuò)層位置進(jìn)行加強(qiáng)，以達(dá)到樓板與柱協(xié)調(diào)變形，提高體系耗能的目的。采用非線性有限元軟件ABAQUS分別對(duì)優(yōu)化模型與原有模型進(jìn)行彈塑性對(duì)