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不同墙肢布置短肢剪力墙加腋梁式转换结构抗震试验研究

作　者: 郭洋
导　师: 钟树生
学　校: 重庆大学
专　业: 结构工程
关键词: 短肢剪力墙抗震性能加腋转换梁低周反复试验
分类号: TU311.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 46次
引　用: 3次
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内容摘要

在实际工程中,越来越多的高层建筑采用框支短肢剪力墙结构体系。虽然现在高层建筑的转换形式多种多样,但由于梁式转换层设计、施工简单和受力明确等特点,梁式转换层的高层建筑仍然是目前工程的主要结构形式。由于短肢剪力墙的墙肢数量多、墙肢长度短,同时为了满足建筑功能要求,不可避免某些墙肢将布置于转换梁跨中部位,由转换梁独自承担,此类结构的受力特征和抗震性能需进一步研究。本文通过对两榀不同剪力墙布置的加腋梁式转换结构在竖向荷载和水平低周反复荷载作用下的拟静力实验,观察并描述了试件裂缝的出现及发展过程,记录了试件的开裂荷载、屈服荷载和破坏荷载,测定了试件的各层位移及关键部位钢筋的应变,详细叙述了试件的破坏过程,对比分析了两个构件所测的钢筋应变发展规律,总结了此类转换结构的基本受力特征,并在实验数据的基础上,进行了P-Δ滞回曲线分析、结构承载能力退化分析、结构刚度退化分析、结构弹塑性变形及延性分析、结构耗能能力分析、结构的破坏特征和破坏机制分析,揭示了该转换结构的抗震性能,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。本文的研究结果表明,转换梁端采用加腋的方式有效的保护了节点,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。通过对两个试件的实验结果对比发现,短肢剪力墙位于转换梁跨中所产生的剪切效应对结构延性有所削弱,但仍然满足抗震规范要求。位于转换梁跨中的短肢剪力墙由于没有设置翼缘,成为相对薄弱部位,实际设计时应加大此片墙的配筋量。转换梁独自支承短肢剪力墙,使洞口下方的转换梁受力更为不利,剪切破坏效应较为明显,实际工程设计中应加强此部位的抗剪能力。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-9
1 绪论  9-19
  1.1 引言  9-10
  1.2 转换层结构的研究现状  10-12
    1.2.1 转换层结构的分类及特点  10-12
    1.2.2 转换层结构的研究现状  12
  1.3 短肢剪力墙结构的研究现状  12-15
    1.3.1 短肢剪力墙结构的特点  12-13
    1.3.2 短肢剪力墙结构的研究现状  13-14
    1.3.3 框支短肢剪力墙结构的特点  14
    1.3.4 框支短肢剪力墙结构的研究现状  14-15
  1.4 转换梁加腋的特点  15-16
  1.5 本文的研究背景和内容  16-19
    1.5.1 我校相关课题的研究现状  16-17
    1.5.2 本文研究的内容  17-19
2 弹性有限元分析  19-39
  2.1 有限元分析的目的和方法  19-23
    2.1.1 分析目的  19
    2.1.2 分析软件  19
    2.1.3 有限元分析模型的建立  19-20
    2.1.4 边界条件和荷载取值  20-21
    2.1.5 单元类型和网格划分  21-23
  2.2 宏观现象分析  23-27
    2.2.1 竖向荷载下应力色温图分析  23-25
    2.2.2 竖向及单调水平荷载下应力色温图分析  25-27
  2.3 试件的内力和配筋计算  27-34
    2.3.1 构件各截面的内力计算方法  28-29
    2.3.2 各构件内力计算  29-31
    2.3.3 试件的计算配筋与调整  31-34
  2.4 试件W11-1、8-3 相关表格和施工图  34-39
3 试验研究  39-57
  3.1 试验目的  39
  3.2 实验方法与测试内容  39-43
    3.2.1 加载装置  39
    3.2.2 荷载提供  39-41
    3.2.3 加载制度  41
    3.2.4 数据采集  41-42
    3.2.5 量测内容  42-43
  3.3 材料的力学性能  43-44
    3.3.1 混凝土的力学性能  43
    3.3.2 钢筋的力学性能  43-44
  3.4 实验描述说明  44-45
  3.5 试件W11-1 的实验现象  45-57
    3.5.1 施加竖向荷载  45-46
    3.5.2 1Δy 循环过程  46-49
    3.5.3 2Δy 循环过程  49-50
    3.5.4 3Δy 循环过程  50-52
    3.5.5 4Δy 循环过程  52-53
    3.5.6 5Δy 循环过程  53-54
    3.5.7 6Δy 循环过程  54-55
    3.5.8 7Δy 至8Δy 循环过程  55-57
4 试验结果分析  57-101
  4.1 引言  57
  4.2 应变片的布置  57-59
  4.3 转换梁实验结果分析  59-73
    4.3.1 转换梁纵筋应变分析  59-69
    4.3.2 转换梁加腋筋应变分析  69-70
    4.3.3 转换梁箍筋应变分析  70-73
  4.4 框支柱实验结果分析  73-79
    4.4.1 框支柱纵筋应变分析  73-77
    4.4.2 框支柱箍筋应变分析  77-79
  4.5 短肢剪力墙实验结果分析  79-88
    4.5.1 短肢剪力墙竖向分布筋应变分析  79-85
    4.5.2 短肢剪力墙水平分布筋应变分析  85-88
  4.6 开裂荷载、屈服荷载、极限承载力及强屈比  88-89
  4.7 滞回曲线分析  89-90
  4.8 刚度退化分析  90-93
    4.8.1 骨架曲线分析  90-91
    4.8.2 刚度退化过程分析  91-93
  4.9 结构延性和弹塑性变形分析  93-95
  4.10 结构承载力退化分析  95-96
  4.11 结构耗能分析  96-98
  4.12 结构屈服机制及破坏特征  98-101
5 结语  101-103
  5.1 本文所完成的主要研究内容  101
  5.2 主要结论  101-102
  5.3 后续研究工作展望  102-103
致谢  103-105
参考文献  105-107
附录  107

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