不同斜柱角度的框支短肢剪力墙斜柱式转换结构抗震性能研究

论文摘要

在实际工程中,越来越多的高层建筑使用转换层结构形式。在多种多样的高层建筑转换形式中,梁式转换具有受力明确、设计简便、施工简单等优点,得到非常广泛的应用。斜柱转换是一种新型的转换形式,是梁式转换的一种。对于框支短肢剪力墙斜柱式转换结构,当斜柱角度变化时,会对转换结构的受力特征和延性产生什么样的影响,影响程度又是如何?本文围绕这一思路,结合之前取得的相关试验研究的成果,通过对不同斜柱角度的两榀斜柱式转换结构试件进行竖向荷载和水平低周反复荷载共同作用下的拟静力试验研究,观察并且描述了试件裂缝的发展情况,记录了试件的开裂荷载、屈服荷载、极限荷载,测定了试件转换层部位的位移变化,采集了关键构件钢筋的应变,对试验现象和钢筋应变做了分析研究,进一步了解了试件的受力机理。在试验和分析结果的基础上,对这两榀试件的受力机理、承载能力、破坏特征、位移延性系数、变形能力、破坏机制和抗震性能等做了对比分析,得出了斜柱角度的变化对转换结构受力性能和抗震性能的影响,为实际工程中斜柱式转换结构的应用提供理论支持和合理的设计建议。通过本文的研究和分析表明,斜柱角度不同时,框支短肢剪力墙斜柱式转换结构的受力特征和破坏形态有一定的差异。试件W 11-2中间剪力墙延性较差,破坏比较严重;而试件W 12- 2中间剪力墙的延性得到改善,破坏很轻,但是斜柱上端与转换梁相交处破坏严重,应该加强斜柱与转换梁相交区域的配筋构造,加密箍筋,做到“强节点”的抗震设计原则。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 框支短肢剪力墙结构的特点
• 1.2.1 短肢剪力墙的特征
• 1.2.2 框支短肢剪力墙的特征
• 1.3 转换层主要结构类型及特点
• 1.4 转换层结构的研究现状
• 1.5 框支短肢剪力墙结构的研究现状
• 1.6 斜柱转换的工程应用和研究现状
• 1.7 本课题的研究背景及内容
• 1.7.1 研究背景
• 1.7.2 本文研究内容
• 2 试件设计及试验方案
• 2.1 基于弹性有限元的试件设计
• 2.1.1 有限元分析的方法
• 2.1.2 建立有限元分析模型
• 2.1.3 单元类型和网格划分
• 2.1.4 边界条件和荷载取值
• 2.2 试件模型的应力色温图分析
• 2.3 试件的内力计算和配筋计算
• 2.3.1 试件各截面的内力计算方法
• 2.3.2 试件的内力计算、配筋与调整
• 2.3.3 试件的施工图
• 3 试验概况
• 3.1 试验目的
• 3.2 试验的加载制度和测试内容
• 3.2.1 加载装置
• 3.2.2 荷载提供
• 3.2.3 加载制度
• 3.2.4 数据采集
• 3.2.5 测量内容
• 3.3 材料的力学性能
• 3.3.1 试验用混凝土的力学性能
• 3.3.2 试验用钢筋的力学性能
• 3.4 试验描述说明
• 3.5 试件W12-2 的试验现象
• 3.5.1 施加竖向荷载
• 3.5.2 1Δy 循环过程
• 3.5.3 2Δy 循环过程
• 3.5.4 3Δy 循环过程
• 3.5.5 4Δy 循环过程
• 3.5.6 5Δy 循环过程
• 4 试验结果分析
• 4.1 引言
• 4.2 转换梁试验结果分析
• 4.2.1 转换梁纵筋应变分析
• 4.2.2 转换梁箍筋应变分析
• 4.3 短肢剪力墙试验结果分析
• 4.3.1 中间短肢剪力墙竖向分布筋应变分析
• 4.3.2 中间短肢剪力墙水平分布筋应变分析
• 4.4 斜柱试验结果分析
• 4.4.1 斜柱纵筋应变分析
• 4.4.2 斜柱箍筋应变分析
• 4.5 试件开裂荷载、屈服荷载、极限荷载和强屈比分析
• 4.6 P-Δ滞回曲线分析
• 4.7 承载能力退化分析
• 4.8 弹塑性变形和延性分析
• 4.9 屈服机制分析
• 5 结语
• 5.1 本文完成的主要研究内容
• 5.2 本文研究的主要结论
• 5.3 后续工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录