重庆地区筒体结构中小跨高比连梁性能分析与试验研究

论文摘要

筒体结构中,洞口连梁是重要的构件,洞口连梁的强度,刚度,延性直接影响到整个结构的性能.本文的研究工作主要侧重于研究重庆地区筒体结构中的洞口连梁的抗震性能。本文采用本团队编制并经效验过的非线性动力反应分析程序,对洞口连梁跨高比分别为1.0,1.5和2.0的25层框架-核心筒结构,在根据中国现行相关的结构设计规范对6度区建筑的相关规定对其进行设计后,再用拟三维非线性动力反应分析程序TS-EPA对起进行地震作用时程下的模拟分析。从而得出其在6度区大震下的延性需求,然后通过与硕士研究生詹霖一起完成了在传统配筋方案上,只加配对角斜筋的小跨高比洞口连梁的系列试验。证明了此种配筋方式已能够满足重庆地区筒体结构中小跨高比连梁的延性需求。计算机分析程序输出的连梁的转角延性大多在1.5到2.0之间（最大值2.2）,对比以往本学科点对8度和9度等高烈度区的同类型结构的地震作用模拟分析可以看出,6度区大震作用下不管是结构的整体反应还是各杆件的屈服情况都比高9度和8度区小很多。可以认为如有配筋方案能使小跨高比连梁稳定的达到3.0以上的延性即可以满足抗震的需求。在后续的系列试验中作者与硕士研究生詹霖一起完成了8个配置交叉斜筋的小跨高比连梁的试验。试验覆盖跨高比从1.0到2.5,所有试件的剪压比都达到或超过0.2,除了失败的连个试件外,位移延性都达到3.5以上。可以看出加交叉斜筋的试验方案已经能够稳定的使小跨高比连梁达到3.0以上的延性,并且剪压比的上限似乎还有提高的空间。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 联肢剪力墙洞口连梁在结构中的作用
• 1.2 对联肢剪力墙的非线性动力反应分析概述
• 1.3 本团队在结构非线性动力反应分析方面的工作
• 1.4 问题的提出及本文的研究工作
• 1.4.1 我国对小跨高比连梁设计的相关规定
• 1.4.2 问题的提出
• 1.4.3 本文的研究工作
• 2 非线性动力反应分析程序TS-EPA 的介绍
• 2.1 非线性动力反应分析程序TS-EPA 概述
• 2.2 框架－核心筒结构中框架部分的动力分析模型[6]
• 2.2.1 结构的模型化
• 2.2.2 构件的模型化
• 2.2.3 钢筋混凝土构件的恢复力特征及模型化方法
• 2.3 框架－核心筒结构中剪力墙部分的动力分析模型
• 2.3.1 构件的模型化
• 2.3.2 剪力墙结构的非线性动力分析中的恢复力模型
• 3 分析所用结构的设计
• 3.1 框架－核心筒结构分析所选用的结构的设计
• 3.1.1 分析对象的确定
• 3.1.2 框架－核心筒结构设计时应满足的各项要求
• 3.1.3 荷载取值
• 3.1.4 截面确定及内力计算
• 3.1.5 内力组合
• 3.1.6 梁、柱及墙设计内力的调整
• 3.1.7 配筋设计
• 4 非线性动力反应分析的准备
• 4.1 屈服轨迹的确定
• 4.1.1 材料强度的取值
• 4.1.2 梁屈服弯矩的确定
• 4.1.3 柱屈服特征点的确定
• 4.1.4 墙屈服特征点的确定
• 4.2 非线性动力反应分析地震波的选取
• 4.2.1 选波原则
• 4.2.2 地震波选取结果
• 5 框架－核心筒结构非线性地震反应评价与结论
• 5.1 结构非线性地震反应评价准则及对比分析内容
• 5.2 对三个框架－核心筒结构的非线性地震反应评价
• 5.2.1 算例一结构非线性地震反应评价
• 5.2.2 算例二结构非线性地震反应评价
• 5.2.3 算例三结构非线性地震反应评价
• 5.3 结论
• 6 试验方案
• 6.1 试验方案及试验构件的设计
• 6.2 试验加载制度
• 6.3 构件的失效判别依据
• 6.4 量测的主要内容
• 7 试验现象与试验结果
• 7.1 总说明
• 7.2 构件CB-X4 的试验现象与试验结果
• 7.2.1 构件的特点
• 7.2.2 CB-X4 钢筋编号与测点位置
• 7.2.3 受力过程和试验现象
• 7.2.4 滞回特性
• 7.2.5 钢筋的应变分布
• 7.3 构件CB-X7 的试验现象与试验结果
• 7.3.1 构件的特点
• 7.3.2 CB-X7 钢筋编号与测点位置
• 7.3.3 受力过程和试验现象
• 7.3.4 滞回特性
• 7.3.5 钢筋的应变分布
• 7.4 构件CB-X8 验现象与试验结果
• 7.4.1 构件的特点
• 7.4.2 CB-X8 钢筋编号与测点位置
• 7.4.3 受力过程和试验现象
• 7.4.4 滞回特性
• 7.4.5 钢筋的应变分布
• 8 试验结果的分析
• 8.1 构件的破坏过程分析
• 8.1.1 CB-X4 的破坏过程分析
• 8.1.2 CB-X7 的破坏过程分析
• 8.1.3 CB-X8 的破坏过程分析
• 8.2 连梁的剪切变形规律
• 8.3 连梁的抗震性能分析
• 8.3.1 承载能力退化
• 8.3.2 刚度退化
• 8.3.3 延性
• 8.3.4 耗能性能
• 9 系列试验结果概况及设计建议
• 9.1 系列试验结果概况
• 9.2 配交叉斜筋的小跨高比连梁设计建议
• 9.2.1 小跨高比连梁设计建议说明
• 9.2.2 配交叉斜筋小跨高比连梁的抗弯能力和抗剪能力
• 9.2.3 配交叉斜筋方案纵筋配筋率的影响与纵筋最大及最小配筋率值
• 9.2.4 其它设计建议措施
• 9.2.5 配置交叉斜筋连梁的设计算例
• 10 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录