采用全装配式楼盖的建筑结构动力特性与地震响应规律研究

发布时间：2020-07-09 08:04

【摘要】：近年来,由于装配式建筑具有高效率、质量好、建设周期短、施工节奏快、环保节约等特点,成为建筑业未来的发展方向及合理性选择。现浇楼盖和装配整体式楼盖建筑结构进行抗震设计时,常采用刚性楼盖假定计算建筑结构的位移和内力,对于新型全装配式RC楼盖来说,由于其平面内刚度有限,在水平荷载作用下将产生显著的平面内变形,其刚性隔板作用难以达到,因此进行采用全装配式RC楼盖建筑结构抗震性能的研究至关重要。本文以采用分布式连接新型全装配式RC楼盖的建筑结构为研究对象,采用数值分析方法,对结构的动力特性与地震响应规律等方面进行研究和探讨,为今后该体系的研究和应用提供理论依据。主要内容如下:(1)基于等效梁模型理论,同时考虑分布式机械连接件拉、压刚度不等假定和框架边梁对平面内刚度影响,推导了分布式连接新型全装配式RC楼盖平面内刚度计算方法,并以试验验证了该方法的可行性。(2)研究了高层建筑结构的动力特性。运用有限元分析程序建立采用新型全装配式RC楼盖建筑结构的等效模型和同尺寸、同布置的传统现浇建筑结构的有限元分析模型,分析结构的振型和周期性并进行对比;采用新型全装配式RC楼盖的建筑结构的周期大于现浇建筑结构的周期;与现浇结构相比,在进行新型楼盖建筑结构抗震设计时,需要增加振型的数量,即需要考虑高阶振型的影响。(3)进行了多高层建筑结构的地震响应分析。建立整体建筑结构数值分析模型,进行动力弹性时程分析;在水平地震作用下,新型全装配式RC楼盖的平面内变形较为明显,楼板平面内变形效应在结构中部几层较为明显,在结构的底部和顶部几层较小;由于新型楼盖发生了平面内变形,致使各榀抗侧力结构在水平地震作用下的内力分配与现浇结构相比发生了显著变化,剪力墙结构承担的水平地震剪力减小,而框架部分承担的水平地震作用增大;新型全装配式楼盖建筑结构的楼层加速度得到不同程度的放大,同一楼层不同榀抗侧力结构的楼层加速度放大系数存在较大的差异。建议在确定楼盖水平设计荷载时考虑这一差异性,采用考虑楼盖实际刚度的“串并联多质点系”空间结构振动模型,进行结构的抗震分析与设计。(4)进行了高层建筑结构的单调推覆有限元分析。采用施加侧向振型荷载并基于目标的位移控制法进行push-over分析,研究新型全装配式RC楼盖建筑结构的结构性能和塑性铰的发展及屈服机制;在罕遇地震作用下,采用新型全装配式RC楼盖的建筑结构与现浇结构相比,基底剪力减小,地震作用加大;层间位移角满足规范规定的弹塑性层间位移角限值,使结构满足“大震不倒”的要求;塑性铰主要出现在结构的中部,属于薄弱环节,应对其予以注意。本文关于采用分布式连接新型全装配式RC楼盖的建筑结构抗震性能的研究成果,对完善全装配式建筑结构的抗震设计方法,解决全装配式建筑结构体系抗震设计中的基本问题,创新全干式RC楼盖结构体系具有重要的理论意义和现实意义。
【学位授予单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU311.3
【图文】：

施工图,施工图

大变革[4]，从人口红利消失、我国逐步进入建筑工业化成熟阶段、环境保护等方面来看预制装配式混凝土建筑结构凭借其工业化程度高、建造速度快、建筑产品质量高、有于环境保护等方面的特点，一跃成为建筑行业的发展热点。在国家和政府大力推广装配式建筑的大环境下，各省市也相应做出了行动，其湖南省建造了该省首个全装配式混凝土项目-长沙会展综合配套中心。该项目总建筑积 6.7 万平方米，结构体系为装配式框架结构，该结构的柱、梁、叠合板、楼梯及外挂板均为预制构件，应用自主的 PKPM PC 软件，建立统一的三维可视化数据模型，行各专业设计、出图、场布、指导构件加工、安装和现场管理；预制叠合楼板采用密连接，外墙全部采用预制外挂墙板，装饰一体化，单体预制装配率高达 75%，是湖南装配率最高的混凝土项目。此外，项目从 2018 年 6 月 29 日进场直至 9 月 20 日完成体施工。历时三个月时间完成 6 栋单体建筑，总建筑面积 3 万平方米。相比过去传统筑方式，共缩短整整一个多月的时间。施工图如图 1 所示，实景图如图 2 所示。

人员伤亡,实景,装配式建筑,装配式混凝土结构

图 2 实景图近几年发生的多次地震所造成的大量人员伤亡和建筑物震性能越来越重视，特别是在推动装配式建筑发展的过构抗震性能的了解较少，因此进行装配式建筑结构的抗段，我国装配式混凝土结构设计的核心理念为“等同现施工方法，保证装配整体式钢筋混凝土结构中，预制构

装配式结构,体系,剪力墙结构,搭接连接

（c）大板结构（d）箱式结构图 3 装配式结构体系装配式剪力墙结构作为应用最多的结构衍生出了许多不同的结构形式，例如：筒灌浆连接的剪力墙结构，通过浆锚搭接连接的剪力墙结构以及预制外挂墙板和板等剪力墙结构，如图 4 所示，在北京、上海、深圳等许多城市具有大规模的应（a）京投万科新里程-钢筋套筒灌浆连接（b）中南世纪城工程-波纹管浆锚搭接连接

【参考文献】