發(fā)布時間：2018-04-08 23:01

  本文選題：錯層板柱　切入點：節(jié)點　出處：《東南大學》2015年博士論文

【摘要】：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(jīng)濟安全的停車建筑,具有重大的經(jīng)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(jīng)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。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(diào)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比分析。結果表明：耗能元件截面參數(shù)取值可采用承載力等效理論、耗能元件先于結構屈服等原則進行；采用耗能支撐的錯層板柱體系抗震性能有所提高,耗能能力比原模型約提高20%。第六,根據(jù)以上研究成果,給出錯層板柱結構的構造及設計建議。作為一種新型結構體系,本文對錯層板柱結構體系的節(jié)點基本力學性能和體系抗震性能進行了研究和探討,但付諸工程應用尚有不少需要解決的問題,文章對此進行了展望。
[Abstract]:In this paper , the authors put forward corresponding conceptual design methods for the failure mechanism , energy dissipation mechanism and seismic capacity of the staggered column structure system .
In the engineering design , the calculation and construction measures of reinforcement in the core area of the node are given special attention , and the reinforcement anchorage and the edge beam design of the core area of the node are strengthened . Third , the structure model shaking table test of the core area of the wrong layer column node is proposed . The results show that the structure of the wrong laminated plate column can be used in the 7 - degree area under the precondition of effective control of displacement , torsion and other structural calculation parameters .
In the intensity area of 8 degrees and above , no effective reinforcement measures are taken , and it is not recommended to use . The presence of the wrong layer leads to uneven resistance to side rigidity on both sides of the wrong layer column , and the dynamic response is greatly different ;
The structural columns of the staggered columns and the column nodes are the maximum strain positions of the model and should be taken seriously in the structural design . According to the results of the experiment and the characteristics of the structure of the staggered plates , the optimal structure scheme is tried to improve the system energy consumption . The results show that the parameters of the cross section of the energy consumption element can be compared with the original model . The results show that the parameter values of the cross section parameters of the energy consumption element can be calculated by using the principle of the equivalent theory of bearing capacity , the energy consumption element before the structural yield , etc .
As a new type of structural system , the basic mechanical properties and seismic behavior of the nodes of the wrong laminated column structure system are studied and discussed . However , there are quite a few problems to be solved in the application of engineering applications .

【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU352.11

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本文編號：1723716