【摘要】：現(xiàn)有研究表明,鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)在地震作用下常常會在其柱端出現(xiàn)塑性鉸,產(chǎn)生該破壞機(jī)制的一個(gè)重要原因在于梁端出現(xiàn)“超強(qiáng)”作用,尤其是現(xiàn)澆板對于梁端抗彎能力的顯著增強(qiáng)作用。預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)(PC框架結(jié)構(gòu))由于跨度長、主梁尺寸大、結(jié)構(gòu)形式特殊,不僅更加難以實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”的破壞機(jī)制,現(xiàn)澆樓板對其抗震性能的影響也有較大差別。因此,在實(shí)際設(shè)計(jì)與分析中如何考慮現(xiàn)澆樓板對預(yù)應(yīng)力混凝土梁的“超強(qiáng)”作用成為一個(gè)亟待解決的問題,而目前針對該問題的研究卻鮮見于文獻(xiàn),故本文針對現(xiàn)澆樓板對預(yù)應(yīng)力混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響進(jìn)行了系統(tǒng)研究,旨在為PC框架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和規(guī)范的修訂提供參考。主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:1、采用SAP2000建立了一系列PC框架的分析模型,并結(jié)合既有試驗(yàn)驗(yàn)證了建模方法的正確性。分析了現(xiàn)澆板對PC框架結(jié)構(gòu)整體水平剛度的影響,結(jié)果表明,現(xiàn)澆樓板的存在使得結(jié)構(gòu)的整體剛度得到提高,此加強(qiáng)作用隨著板厚和梁跨的增加以及梁高的減小而增大;通過計(jì)算得到了帶樓板PC框架的水平剛度增大系數(shù),通過線性回歸擬合得到了以板厚、梁高、梁跨為自變量的經(jīng)驗(yàn)公式,用于估算現(xiàn)澆樓板對PC框架結(jié)構(gòu)水平剛度的增大程度。2、通過靜力彈塑性分析得到有樓板與無樓板PC框架結(jié)構(gòu)的整體屈服情況以及板內(nèi)鋼筋應(yīng)力分布情況,分析了板厚、梁高、梁跨對于PC框架梁端負(fù)彎矩區(qū)板內(nèi)鋼筋應(yīng)力分布及有效翼緣寬度的影響,結(jié)果表明,現(xiàn)澆樓板的存在使得PC框架結(jié)構(gòu)的屈服機(jī)制發(fā)生了變化,從無樓板的PC框架結(jié)構(gòu)的“強(qiáng)柱弱梁”破壞機(jī)制逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌锨茐臋C(jī)制。計(jì)算得出了不同的PC框架梁端有效翼緣寬度的取值,通過線性回歸得出了PC框架的梁端負(fù)彎矩區(qū)有效翼緣寬度取值的經(jīng)驗(yàn)公式。3、基于前文結(jié)論和已有研究,將梁端樓板貫通縫應(yīng)用于PC框架以提高其抗震性能,采用OpenSees軟件建立了設(shè)置不同長度貫通縫的PC框架模型,并結(jié)合既有試驗(yàn)驗(yàn)證了所建立模型的正確性。通過靜力彈塑性分析研究了梁端設(shè)置貫通縫對PC框架的抗震性能影響,結(jié)果表明,合理設(shè)置貫通縫長度能夠有效地提高PC框架結(jié)構(gòu)的抗震性能,對于中節(jié)點(diǎn),PC框架結(jié)構(gòu)的貫通縫長度應(yīng)取為1/12預(yù)應(yīng)力梁長減去1/2柱寬較為合適,對于邊節(jié)點(diǎn),PC框架結(jié)構(gòu)的貫通縫長度應(yīng)取為1/10預(yù)應(yīng)力梁長減去1/2柱寬較為合適。4、通過增量動力分析和易損性分析方法,對三榀PC框架的抗震性能進(jìn)行了評估及對比分析,結(jié)果表明,設(shè)置貫通縫的PC框架較普通框架在相同地震強(qiáng)度下超越概率降低,抗震倒塌儲備系數(shù)CMR提升,貫通縫的合理設(shè)置對于結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱弱梁”屈服機(jī)制有利,提高了PC框架結(jié)構(gòu)的抗震性能。
【圖文】：

結(jié)構(gòu)振型圖
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU375.4;TU352.11

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本文編號：2700028