錯層板柱結構體系的受力特點及抗震性能試驗研究.pdf

1、我國城市化進程發(fā)展迅猛，汽車數(shù)量急劇增加，車輛停放已逐漸成為一個突出的社會問題。建造高效迅捷、經濟安全的停車建筑，具有重大的經濟價值和社會意義。錯層板柱結構體系應用于停車場建筑，可以更加合理利用空間，達到良好的經濟效益和社會效益。
　　作為一種新型結構體系，錯層板柱結構體系獨特的力學性能決定了不能根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范的板柱設計條文進行承載力設計和結構抗震設計。為探索錯層板柱結構體系的破壞機制、耗能機理及抗震能力，本文采用試驗研究、有限元模

2、擬及理論分析相結合的方法，對錯層板柱結構的抗震性能，從節(jié)點、空間模型、優(yōu)化模型進行了多層次的系統(tǒng)研究。本文的主要工作及成果如下:
　　第一，對本課題組現(xiàn)有關于錯層板柱節(jié)點及體系的研究成果進行收集、總結和評估，從錯層板柱節(jié)點和結構體系兩個方面提出了相應的概念設計方法。錯層節(jié)點的概念設計主要是根據(jù)錯層柱受梁板構件的約束情況以及受梁板構件的影響規(guī)律提出。錯層板柱結構體系的抗震概念設計，主要涉及錯層板柱結構體系結構布置、錯層板柱結構構件的

3、概念設計以及錯層板柱結構體系的抗震構造措施三個方面。
　　第二，進行了兩個錯層板柱節(jié)點試件的低周反復荷載試驗。試驗結果表明，錯層短柱節(jié)點在低周反復荷載作用下由斜壓桿機制轉變?yōu)橐曰炷翞樾眽簵U、箍筋為水平拉桿、柱縱筋為豎向拉桿的桁架機制，最后以短柱處的剪切破壞為節(jié)點破壞模式;滯回曲線呈反S型，捏縮效應明顯，延性系數(shù)較低，耗能能力不甚理想。工程設計中，短柱的配筋計算與構造措施應予以特別重視，節(jié)點核心區(qū)的鋼筋錨固及邊梁設計應予以加強。<

4、br>　　第三，基于錯層板柱節(jié)點力學性能試驗結果和桁架模型理論，提出錯層板柱節(jié)點破壞理論。類比現(xiàn)行《建筑抗震設計規(guī)范》中的框架梁柱節(jié)點核心區(qū)截面抗震驗算公式，提出了錯層板柱節(jié)點核心區(qū)截面抗震驗算公式，包括錯層板柱節(jié)點核心區(qū)水平截面上的剪力計算公式和水平抗剪承載力公式，與試驗結果吻合良好。
　　第四，進行了1/7縮尺的錯層板柱結構模型振動臺試驗，對其整體抗震性能進行研究與分析。結果表明，在有效控制位移、扭轉等結構計算參數(shù)的前提下，錯

5、層板柱結構可以在7度區(qū)使用;在8度及以上烈度區(qū)，未采取有效加強措施時，不建議使用。錯層的存在導致錯層柱兩側的抗側剛度不均，動力反應存在較大差別;錯層柱及板柱節(jié)點的結構柱為模型最大應變位置，在結構設計中應予以重視。
　　第五，針對試驗研究成果以及錯層板柱結構的特點，嘗試優(yōu)化結構方案，采用Q235軟鋼斜撐對錯層位置進行加強，以達到樓板與柱協(xié)調變形，提高體系耗能的目的。采用非線性有限元軟件ABAQUS分別對優(yōu)化模型與原有模型進行彈塑性對