现浇PC框架楼板对结构抗震性能的影响研究

发布时间：2020-06-06 17:38

【摘要】：现有研究表明,钢筋混凝土框架结构在地震作用下常常会在其柱端出现塑性铰,产生该破坏机制的一个重要原因在于梁端出现“超强”作用,尤其是现浇板对于梁端抗弯能力的显著增强作用。预应力混凝土框架结构(PC框架结构)由于跨度长、主梁尺寸大、结构形式特殊,不仅更加难以实现“强柱弱梁”的破坏机制,现浇楼板对其抗震性能的影响也有较大差别。因此,在实际设计与分析中如何考虑现浇楼板对预应力混凝土梁的“超强”作用成为一个亟待解决的问题,而目前针对该问题的研究却鲜见于文献,故本文针对现浇楼板对预应力混凝土框架结构抗震性能的影响进行了系统研究,旨在为PC框架结构的设计和规范的修订提供参考。主要研究内容及结论如下:1、采用SAP2000建立了一系列PC框架的分析模型,并结合既有试验验证了建模方法的正确性。分析了现浇板对PC框架结构整体水平刚度的影响,结果表明,现浇楼板的存在使得结构的整体刚度得到提高,此加强作用随着板厚和梁跨的增加以及梁高的减小而增大;通过计算得到了带楼板PC框架的水平刚度增大系数,通过线性回归拟合得到了以板厚、梁高、梁跨为自变量的经验公式,用于估算现浇楼板对PC框架结构水平刚度的增大程度。2、通过静力弹塑性分析得到有楼板与无楼板PC框架结构的整体屈服情况以及板内钢筋应力分布情况,分析了板厚、梁高、梁跨对于PC框架梁端负弯矩区板内钢筋应力分布及有效翼缘宽度的影响,结果表明,现浇楼板的存在使得PC框架结构的屈服机制发生了变化,从无楼板的PC框架结构的“强柱弱梁”破坏机制逐渐转变为混合屈服破坏机制。计算得出了不同的PC框架梁端有效翼缘宽度的取值,通过线性回归得出了PC框架的梁端负弯矩区有效翼缘宽度取值的经验公式。3、基于前文结论和已有研究,将梁端楼板贯通缝应用于PC框架以提高其抗震性能,采用OpenSees软件建立了设置不同长度贯通缝的PC框架模型,并结合既有试验验证了所建立模型的正确性。通过静力弹塑性分析研究了梁端设置贯通缝对PC框架的抗震性能影响,结果表明,合理设置贯通缝长度能够有效地提高PC框架结构的抗震性能,对于中节点,PC框架结构的贯通缝长度应取为1/12预应力梁长减去1/2柱宽较为合适,对于边节点,PC框架结构的贯通缝长度应取为1/10预应力梁长减去1/2柱宽较为合适。4、通过增量动力分析和易损性分析方法,对三榀PC框架的抗震性能进行了评估及对比分析,结果表明,设置贯通缝的PC框架较普通框架在相同地震强度下超越概率降低,抗震倒塌储备系数CMR提升,贯通缝的合理设置对于结构实现“强柱弱梁”屈服机制有利,提高了PC框架结构的抗震性能。
【图文】：

楼板,振型

结构振型图
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU375.4;TU352.11

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