不同轴压比框支剪力墙加腋梁式转换结构抗震试验研究

不同轴压比框支剪力墙加腋梁式转换结构抗震试验研究

论文摘要

目前,在高层建筑转换层结构中,转换梁的应用最为广泛,从结构传力方式看,转换梁具有传力直接、明确和传力途径清楚的优点。但梁式转换也存在着诸如梁截面尺寸过大从而影响净空高度、梁刚度过大可能形成“强梁弱柱”现象、梁端支座区钢筋过密可能造成施工困难、梁自重大从而造成经济性较差等先天性的缺陷和不足。实际结构设计时,转换梁的截面尺寸往往是由受剪承载力决定的,而转换梁中对支座区段的截面受剪承载力要求往往远远高于对跨中区段的截面受剪承载力要求。如果采用整根梁取同一截面高度的习惯做法,显然不合理。因此,如果能设法增强转换梁在支座区段的抗剪承载力,就可以有效地降低其截面尺寸,从而避免和弥补梁式转换的先天缺陷和不足,本文正是基于这一思路提出了采用加腋梁式转换的框支短肢剪力墙结构模型。本文通过对两组(共四榀)剪力墙轴压比分别为0.15、0.25和0.20、0.30的加腋梁式转换短肢剪力墙结构试件,在竖向荷载和水平低周反复荷载作用下的拟静力试验研究,对比分析加腋梁式转换短肢剪力墙结构剪力墙不同轴压比试件的试验结果,包括试件在整个试验过程中的宏观现象,各部分的应力应变分布情况,得出剪力墙轴压比的变化对加腋转换梁的受力性能的影响。在试验和分析结果的基础上,研究了该转换结构在竖向荷载以及水平荷载作用下的受力机理、承载能力、破坏形态、破坏机制、滞回特性、变形能力及其延性系数等,揭示出了该采用加腋梁式转换的框支短肢剪力墙结构在竖向荷载以及水平荷载下的抗震性能,从而对实际工程中框支梁加腋这种转换结构给出合理的设计建议和构造要求。试验结果表明,采用加腋梁式转换的框支短肢剪力墙结构具有良好的的屈服及破坏机制,经过合理设计的框支短肢剪力墙结构具有良好的抗震性能。此类结构滞回曲线的滞回环饱满,具有较好的延性性能和耗能能力,刚度分布比较均匀,各层弹性及弹塑性变形性能较为稳定。随着短肢剪力墙轴压比的增大,结构的承载能力有略微提高,但结构延性明显降低,所以要控制短肢剪力墙轴压比。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 1 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 短肢剪力墙结构的特点
  • 1.3 转换层结构的分类及特点
  • 1.4 转换梁加腋结构的特点
  • 1.5 框支短肢剪力墙结构的研究现状
  • 1.6 本文的研究背景和内容
  • 1.6.1 我校相关课题的研究现状
  • 1.6.2 本文研究的内容
  • 2 试件总体方案设计
  • 2.1 试验目的
  • 2.2 试件W8-2 模型
  • 2.3 截面内力
  • 2.4 截面配筋
  • 2.5 加载方式与测试内容
  • 2.5.1 试验加载装置
  • 2.5.2 加载制度
  • 2.5.3 试验观测项目
  • 2.5.4 数据采集
  • 2.6 材料的力学性能
  • 2.6.1 混凝土的力学性能
  • 2.6.2 钢筋的力学性能
  • 3 W8-2、W8-4 试验现象的描述
  • 3.1 试验概况
  • 3.2 试件W8-2 试验现象的描述
  • 3.2.1 施加竖向荷载
  • y 循环过程'>3.2.2 1△y循环过程
  • y 循环过程'>3.2.3 2△y循环过程
  • y 循环过程'>3.2.4 3△y循环过程
  • y 循环过程'>3.2.5 4△y循环过程
  • y~6△y 循环过程'>3.2.6 5△y~6△y循环过程
  • 3.3 试件W8-4 试验现象的描述
  • 3.3.1 施加竖向荷载
  • y 循环过程'>3.3.2 1△y循环过程
  • y 循环过程'>3.3.3 2△y循环过程
  • y 循环过程'>3.3.4 3△y循环过程
  • y 循环过程'>3.3.5 4△y循环过程
  • y~6△y 循环过程'>3.3.6 5△y~6△y循环过程
  • y~8△y 循环过程'>3.3.7 7△y~8△y循环过程
  • 4 试件抗震性能的评价及对比分析
  • 4.1 引言
  • 4.2 试件W8-2 钢筋应变分析
  • 4.2.1 转换梁纵筋应变分析
  • 4.2.2 转换梁加腋筋应变分析
  • 4.2.3 转换梁箍筋应变分析
  • 4.2.4 框支柱纵筋应变分析
  • 4.2.5 短肢墙钢筋应变分析
  • 4.3 试件W8-4 钢筋应变分析
  • 4.3.1 转换梁纵筋应变分析
  • 4.3.2 转换梁加腋筋应变分析
  • 4.3.3 转换梁箍筋应变分析
  • 4.3.4 框支柱纵筋应变分析
  • 4.3.5 短肢墙钢筋应变分析
  • 4.4 开裂荷载、屈服荷载、极限承载力及强屈比
  • 4.5 结构屈服位移和弹塑性变形
  • 4.6 结构P-△ 滞回曲线和骨架曲线分析
  • 4.7 结构强度退化分析
  • 4.8 结构刚度退化分析
  • 4.9 结构耗能能力分析
  • 4.10 结构破坏特征、破坏机制
  • 4.11 试件W6-1、W6-2 试验结果对比分析
  • 4.11.1 试件强屈比
  • 4.11.2 结构屈服位移和弹塑性变形
  • 4.11.3 结构初始刚度
  • 4.11.4 结构的屈服机制
  • 4.11.5 结构的破坏特征
  • 5 结语
  • 5.1 本文所完成的主要研究内容
  • 5.2 主要结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录
  • 相关论文文献

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