綴板梁結(jié)構(gòu)抗震性能的力學研究.pdf

1、空間是建筑的主角。歷代對建筑功能的空間需求由小跨到中跨到大跨，由封閉到開闊到通散，要求在不斷變化，標準在逐步提高。每當建筑功能提出新的空間尺度需要時，首當其沖的是與舊結(jié)構(gòu)體系的樓屋蓋及內(nèi)墻柱梁發(fā)生矛盾。在滿足新空間要求的前提下，使用什么材料，采用什么承荷傳力的結(jié)構(gòu)體系，既經(jīng)濟又合理地解決上述矛盾，這是結(jié)構(gòu)設(shè)計的首要任務(wù)。 現(xiàn)在多層或高層建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，框架形式占有很大比例?？蚣芙Y(jié)構(gòu)采用梁柱組成結(jié)構(gòu)體系為豎向承重結(jié)構(gòu)，同時承

2、受水平荷載，是一個空間受力體系。正是由于縱橫向框架與樓板形成的緊密空間聯(lián)系使得框架結(jié)構(gòu)具有較強的空間作用。當房屋的跨度較大時，框架設(shè)計會遇到困難。因為梁的截面高度與其跨度有關(guān)，當框架的跨度較大，梁柱截面也較大時，不僅結(jié)構(gòu)自重大，而且也占用太多建筑空間，以至于不夠合理甚至完全不允許。由此，山東建筑大學趙玉星教授提出一種動態(tài)的處理結(jié)構(gòu)的方法，通過適當設(shè)置附加剪彎桿(綴板)，大幅度減小框架中的彎矩峰值，以使框架受力性能大大改善，從而梁柱截面可

3、以比較小，減小結(jié)構(gòu)自重，以使得能夠加大結(jié)構(gòu)的跨度，獲得理想的空間。也正是這種綴板梁結(jié)構(gòu)使框架結(jié)構(gòu)充分發(fā)揮其建筑形式豐富多樣、布置靈活、滿足各種使用功能的特點。 綴板梁結(jié)構(gòu)作為一種新型結(jié)構(gòu)，其延性、抗震耗能，以及地震作用下的整體性、受力情況等等這些抗震性能都是急需研究的。 趙玉星教授等人提出綴板梁結(jié)構(gòu)并在實際工程中多次成功使用，主要是作為承受豎向荷載的結(jié)構(gòu)。由于設(shè)置了綴板，框架沿豎直方向的剛度分布屬于不規(guī)則的，所以不用作水

4、平抗側(cè)力的主要體系會合理一些。 張鑫教授等人遇到某些工程由于無法設(shè)置其它的水平抗側(cè)力體系，綴板梁框架成為結(jié)構(gòu)中唯一的水平抗側(cè)力體系，所以對綴板梁框架的水平抗側(cè)力性能進行了試驗研究，其研究成果構(gòu)成了張鑫教授的同濟大學博士學位論文。 筆者在本碩士學位論文中，用力學理論分析的方法對此課題進行了研究，以考察此種結(jié)構(gòu)遭遇地震時地震作用究竟是怎樣分布的，是否是張鑫教授試驗中所施加的水平力分布規(guī)律，結(jié)構(gòu)的水平變形分布是否是試驗中所出現(xiàn)

5、的水平變形分布規(guī)律。 針對上述問題，本文從三個方面對綴板梁這種新型結(jié)構(gòu)進行了綜述和研究。 第一，通過一榀綴板梁框架水平方向低周反復(fù)荷載實驗得到的結(jié)構(gòu)的受力情況、變形情況等試驗數(shù)據(jù)，分析結(jié)構(gòu)的滯回曲線，結(jié)構(gòu)的彈塑性變形及延性，結(jié)構(gòu)的剛度衰減過程，結(jié)構(gòu)的破壞特征、破壞機理等，以了解結(jié)構(gòu)的抗震性能。 第二，對幾種不同綴板梁布置的框架模型的自振周期與振型進行了分析，并對綴板梁結(jié)構(gòu)體系框架模型的水平地震作用進行了計算。通過