預應力混凝土空腹桁架轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)抗震性能試驗研究與分析.pdf

1、隨著高層建筑的迅速發(fā)展，建筑使用功能的多樣化，帶轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的高層建筑得到廣泛應用。相對于傳統(tǒng)的梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)，預應力混凝土空腹桁架轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)在工程建設中有著較大的優(yōu)勢?？崭罐D(zhuǎn)換桁架能較好地解決轉(zhuǎn)換梁就截面尺寸過大、結(jié)構(gòu)剛度突變嚴重等問題，而且空腹桁架轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)有利于大型管道設備系統(tǒng)布置。然而，目前對預應力空腹桁架轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的理論研究仍顯不足，現(xiàn)行的國家設計規(guī)范及規(guī)程對空腹桁架轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)也沒有提出明確的設計要求，實際工程運用經(jīng)驗也有待進一步去積累。因

2、此，對該種結(jié)構(gòu)進行研究顯得十分必要。
　　 本文首先對空腹桁架轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下的受力影響因素進行分析，在此基礎上，參考我國現(xiàn)行的相關設計規(guī)范完成了預應力混凝土空腹桁架轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)工程原型到試驗模型的設計，并對試驗模型進行水平低周反復荷載作用下的擬靜力試驗，以研究其在罕遇地震作用下的延性、耗能能力、剛度退化及側(cè)向變形等特點。同時，采用結(jié)構(gòu)有限元分析軟件SAP2000對預應力混凝土空腹桁架轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)與梁式轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)進行靜力彈塑性對比

3、分析，且探討了預應力混凝土空腹桁架轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的抗連續(xù)倒塌性能。試驗及分析結(jié)果表明：
　　 ①預應力混凝土空腹桁架轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)應按“強化轉(zhuǎn)換層及其下部、相對弱化轉(zhuǎn)換層上部”的原則進行設計。框支柱與桁架下弦為轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的重要構(gòu)件，設計上應當加強；除豎腹桿外，轉(zhuǎn)換層上、下層均滿足“強柱弱梁，強剪弱彎”的抗震設計要求，豎腹桿可僅考慮“強剪弱彎”，不考慮“強柱弱梁”。根據(jù)以上設計原則設計的預應力混凝土空腹桁架轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)的最終破壞并非由于轉(zhuǎn)換層的抗震

4、能力不足引起的，而是由于上部樓層形成層間側(cè)移機制使得結(jié)構(gòu)最終失效。
　　 ②預應力混凝土空腹桁架轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)試驗模型的頂點位移延性系數(shù)達到5.6，表明其具有較好的延性；但在水平加載后期其彈塑性變形主要集中于第三層，該層成為結(jié)構(gòu)的薄弱層，因此應加強對轉(zhuǎn)換層上部樓層的延性設計。
　　 ③在結(jié)構(gòu)進入彈塑性變形階段后，試驗模型的等效粘滯阻尼系數(shù)增長較快，結(jié)構(gòu)破壞時該系數(shù)達到0.21，表明結(jié)構(gòu)耗能能力較強，結(jié)構(gòu)破壞時主要是由轉(zhuǎn)換層上部