异形柱抗震受力分析及设计建议

论文摘要

异形柱框架结构是目前住宅建筑中颇受欢迎的一种结构形式，具有很广泛的应用背景，但由于异形柱截面的阴角阳角部位存在应力集中现象，地震时破坏严重。本文对异形柱框架结构在水平地震作用下的受力特点、抗震性能和不规则异形柱框架结构中的构件柱不同荷载角度承载力进行研究。针对异形柱框架结构柱截面形式的特殊性，对异形构件柱进行截面的应力和应变规律分析。L，十、T字形截面具有各自不同形状，随着柱肢高宽比的不同，其截面应力应变分布也发生变化，通过分析不同截面形状的应力应变规则，为整体框架中构件柱受力分析和抗震性能分析奠定基础。本文通过对各形异形柱结构进行受力分析后，明确提出对异形柱设计时应以提高抗震性能为目标，尽可能减少采用异形柱后对结构抗震的不利影响；对于肢长超过600mm(层高2.9—3.5m)的柱截面，其变形和受力明显带有剪力墙的特点，其抗剪钢筋的配置应采用ETABS等按墙单元进行计算(其数值往往比用PKPM按柱单元的箍筋计算值大得多)，并沿墙全高度布置(相当于沿柱全高加密布置)。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 异形柱轻框结构特点
• 1.2 不规则结构存在的问题
• 1.3 国内外研究现状分析
• 1.3.1 国内研究现状
• 1.3.2 国外研究现状
• 1.4 无论国内和国外,在异形框架柱抗震设计研究方面,仍存在一些问题
• 1.5 本文主要工作
• 1.6 计算方法和参数的选择
• 第2章 异形柱结构构件受力特性分析
• 2.1 L形截面的力学特性
• 2.1.1 截面面积
• 2.1.2 截面形心相对于截面翼缘外侧边的距离
• 2.1.3 截面相对于平行于翼缘的形心轴惯性矩
• 2.1.4 截面形心主轴与平行于翼缘的形心轴的夹角
• 2.1.5 截面形心主惯性矩
• 2.2 T形截面的力学特性
• 2.3 十字形截面的力学特性
• 2.4 力学特性的规律
• 第3章 异形柱截面抗弯分析
• 3.1 L形截面钢筋混凝土受弯构件的破坏形态
• 3.2 T形截面钢筋混凝土双向压弯受力条件下的破坏机理及破坏形态
• 3.3 十字形截面钢筋混凝土双向压弯构件的破坏机理及破坏形态
• 3.4 截面受弯破坏分析
• 第4章 异形柱截面承载力计算
• 4.1 基本假定
• 4.2 混凝土和钢筋的应变关系
• 4.3 任意荷载角下截面内力条件
• 4.4 计算结果
• 4.5 受弯承载力荷载角比值
• 4.6 异形柱截面承载力的简化计算
• 4.7 计算结果分析
• 第5章 工程实例计算
• 5.1 工程实例概况
• 5.2 楼层位移
• 5.3 顶层时程位移
• 5.3.1 顶层刚度中心位移（mm）
• 5.3.2 建筑顶层角点在不同荷载角度各种时程工况下的位移（mm）
• 5.4 异形柱受力分析
• 5.4.1 L形截面兰州波在不同荷载角度下的弯矩时程图
• 5.4.2 T形截面兰州波在不同荷载角度下的弯矩时程图
• 5.4.3 十形截面兰州波在不同荷载角度下的弯矩时程图
• 第6章 异形截面柱框架节点受剪承载力计算
• 6.1 节点受剪承载力计算方法
• 6.1.1、方案一(按天津市《钢筋混凝土异形柱结构技术规程》
• 6.1.2 方案二（按矩形柱框架梁柱节点计算方案）
• 6.2 计算结果与分析
• 6.3 钢筋混凝土异形截面柱框架节点受剪性能规律
• 6.4 一字形柱节点
• 第7章 结论
• 附录一 异形柱截面抗弯承载力M—N关系曲线计算程序
• 附录二 异形柱柱单元和墙单元水平钢筋计算值对比
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文