水平荷载作用下空心板—柱结构受力性能及试验研究

论文摘要

现浇混凝土空心楼盖是我国近年来出现的一种新型楼盖体系,具有节约材料、减轻结构自重、适用跨度大、隔音保温效果好以及综合经济效益明显等优点。2004年,该项技术被建设部列为推广应用技术。虽然《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》（CECS175:2004）已颁布实行,但作为一种新兴的楼盖体系,人们对其受力性能的认识还不够充分,它在计算理论和设计方法上还不完善。本文通过理论分析和试验研究,对水平荷载作用下空心板.柱结构的受力性能、等代梁的计算宽度及其影响因素进行了研究。本文内容分五部分。1、阐述了论文的研究背景、空心板-柱结构国内外的研究现状以及空心楼盖常用内力分析方法,并对PKPM设计中采用的等代框架法作了详细介绍。2、采用“平均刚度”的概念对单向布筒的空心楼盖两向抗弯刚度进行了比较;建立了水平荷载作用下等代梁宽度的数值计算模型,通过等代梁刚度比和等代梁宽度系数的比较,提出了等代梁宽度系数的计算公式。3、采用数值分析方法分析了布筒方向对等代梁宽度系数的影响;分析了柱截面高度、板厚、肋宽、筒芯直径、实心区域宽度等几何参数对等代梁宽度系数的影响规律,提出相同几何参数条件下,空心板-柱结构的等代梁宽度比实心板柱结构的大。4、通过水平荷载作用下的空心板-柱结构1/3缩尺比例模型试验,对空心板-柱结构的受力性能进行研究;通过低周反复水平荷载试验获得了结构的荷载-位移滞回曲线和骨架曲线,对结构的延性进行了研究;通过对楼板截面钢筋、混凝土应变的分析,证实楼板截面抗弯应力沿板宽度范围的分布是不均匀的,即存在“剪力滞”现象;通过对弹性阶段等代梁宽度系数的理论值、试验值以及GB50010-2002规范值进行比较,验证了弹性阶段等代梁宽度系数的计算公式,提出规范值是偏安全的。5、在总结本文研究工作的基础上,对空心板-柱结构仍待研究的问题做了进一步的展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 板柱结构的国内外研究现状
• 1.3 空心楼盖的试验研究现状
• 1.4 现浇空心楼盖的内力分析方法
• 1.4.1 拟梁法
• 1.4.2 直接设计法
• 1.4.3 等代框架法
• 1.5 PKPM设计中采用的等代框架法
• 1.6 本文的研究目的和主要内容
• 1.6.1 研究目的
• 1.6.2 研究主要内容
• 第二章 水平荷载作用下空心板-柱结构等代梁宽度的计算
• 2.1 引言
• 2.2 与等代梁计算宽度有关的研究成果
• 2.3 单向布筒的空心楼盖两向抗弯刚度比较
• 2.3.1 顺筒方向截面平均抗弯刚度的计算
• 2.3.2 横筒方向截面平均抗弯刚度的计算
• 2.4 等代梁宽度的数值计算模型
• 2.5 空心板等代梁宽度系数公式的推导
• 2.6 小结
• 第三章 空心板-柱结构等代梁宽度的数值分析
• 3.1 引言
• 3.2 空心板-柱结构的数值模拟
• 3.2.1 单元类型
• 3.2.2 混凝土和钢筋的处理方式
• 3.2.3 材料本构关系及强度模型
• 3.2.4 有限元模型
• 3.3 等代梁宽度系数的影响因素分析
• 3.3.1 空心板和实心板等代梁宽度系数的比较
• 3.3.2 柱截面高度对α的影响
• 2对α的影响'>3.3.3 楼板宽度l₂对α的影响
• 3.3.4 实心区域宽度对α的影响
• 3.3.5 肋宽对α的影响
• 3.3.6 筒芯直径与板厚比值对α的影响
• 3.3.7 筒芯布置方向对α的影响
• 3.4 对公式（2.20）的探讨
• 3.5 对抗震规范的探讨
• 3.6 小结
• 第四章 水平荷载作用下空心板-柱结构试验简介
• 4.1 引言
• 4.2 结构原型概况
• 4.3 模型设计
• 4.3.1 模型介绍
• 4.3.2 模型材料及制作
• 4.4 试验加载
• 4.4.1 加载装置
• 4.4.2 加载方法
• 4.5 量测内容及方法
• 4.5.1 位移计布置
• 4.5.2 应变片的测点布置
• 4.5.3 裂缝测量
• 第五章 空心板-柱结构受力性能及试验研究
• 5.1 试验现象
• 5.2 试验结果
• 5.2.1 结构水平位移
• 5.2.2 荷载-位移曲线
• 5.2.3 结构的延性评价
• 5.2.4 钢筋、混凝土应变分析
• 5.2.5 等代梁宽度系数的分析
• 5.2.6 试验结果与有限元分析的比较
• 5.3 小结
• 第六章 结论
• 6.1 本文研究工作总结
• 6.2 进一步研究工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间公开发表的论文