【摘要】：提出了一種新型抗震混合結(jié)構(gòu)體系，其由高強(qiáng)連續(xù)復(fù)合螺旋箍筋約束柱、鋼-混凝土組合梁、不加后澆面層的預(yù)制空心板裝配整體式樓蓋組成。采用本文提出的新型柱-柱、板-板、梁-板連接方式，將專(zhuān)門(mén)預(yù)制構(gòu)件廠生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件運(yùn)輸至工地，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)吊裝、就位、拼接，形成整體結(jié)構(gòu)，從而既保證結(jié)構(gòu)抗震性能優(yōu)良性，，又實(shí)現(xiàn)了建筑工業(yè)化和耗能低碳化。 （1）基于國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有裝配式結(jié)構(gòu)研究成果，結(jié)合外包鋼加固技術(shù)和鋼管混凝土的理論，提出了新型鋼板箍+栓筋的節(jié)點(diǎn)連接方式。新型連接的縱筋在節(jié)點(diǎn)部位不連續(xù)，彎矩的縱向拉應(yīng)力由外包鋼板箍傳遞，用橫穿栓筋作為外包鋼板箍和混凝土構(gòu)件之間的剪力鍵。 （2）設(shè)計(jì)、制作了1：2的新型柱連接的受彎性能試驗(yàn)?zāi)Ｐ�，進(jìn)行了低周單向反復(fù)加載試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，鋼板箍+栓筋連接節(jié)點(diǎn)方式的裝配整體式構(gòu)件在變形、承載力、裂紋開(kāi)展情況等方面的性能明顯優(yōu)于純鋼板箍連接節(jié)點(diǎn)方式，與現(xiàn)澆構(gòu)件接近。 （3）考慮栓筋和高強(qiáng)灌漿料的參與作用，假定鋼板箍與混凝土構(gòu)件之間沒(méi)有滑移，建立新型柱連接的受彎計(jì)算模型，推導(dǎo)出節(jié)點(diǎn)內(nèi)力新的計(jì)算公式，計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)比較吻合。利用滑移理論對(duì)鋼板箍長(zhǎng)度進(jìn)行優(yōu)化，得出鋼板箍的長(zhǎng)度取縱向鋼筋基本錨固長(zhǎng)度的0.6倍。 （4）進(jìn)行了8根足尺的鋼板箍+栓筋式連接的高強(qiáng)箍筋約束混凝土裝配整體式柱和現(xiàn)澆柱的低周反復(fù)加載試驗(yàn)，結(jié)果表明：裝配整體式框架柱，在配筋面積、軸壓比等相同的情況下，與整澆柱抗震性能相近，沒(méi)有明顯退化。 （5）對(duì)裝配整體式柱的新型節(jié)點(diǎn)的傳力機(jī)制進(jìn)行分析，提出內(nèi)力計(jì)算分析模型，建立了節(jié)點(diǎn)的屈服和峰值荷載計(jì)算式，其計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比表明：本文公式是正確合理的。 （6）采用三維實(shí)體單元，利用ANSYS有限元軟件對(duì)局部外包鋼板箍高強(qiáng)箍筋約束混凝土栓筋式柱-柱連接進(jìn)行精細(xì)化分析，鋼板箍的應(yīng)力與變形、高強(qiáng)箍筋的應(yīng)力、鋼板箍與混凝土柱之間的滑移、柱連接截面的滑移以及整個(gè)構(gòu)件的滯回曲線與試驗(yàn)結(jié)果吻合，證明分析模型正確，可用于參數(shù)分析。 （7）不考慮鋼板箍與混凝土柱之間的滑移，采用考慮高強(qiáng)箍筋對(duì)混凝土約束作用混凝土本構(gòu)模型、纖維梁?jiǎn)卧�，利用ABQAS軟件對(duì)試件進(jìn)行滯回的分析，計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好，證明用此模型對(duì)新型連接的裝配整體式高強(qiáng)螺旋箍筋柱進(jìn)行非線性分析是可行的。 （8）基于試驗(yàn)結(jié)果，提出新型連接高強(qiáng)螺旋箍筋裝配整體式柱的恢復(fù)力模型，進(jìn)行滯回分析，計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合，表明運(yùn)用此模型可以對(duì)新型連接裝配整體式柱進(jìn)行抗震性能分析。 （9）提出新型樓蓋連接：板端伸出的鋼筋做成U型與鋼梁的縱筋錨固，將板側(cè)的傳遞豎向荷載的齒槽改為傳遞水平力的齒槽形式，并將板側(cè)伸出的胡子筋部分彎折焊接成三角形式，新型樓蓋連接增強(qiáng)裝配樓蓋的面內(nèi)剛度。 （10）對(duì)新型板-板連接進(jìn)行抗剪承載力的試驗(yàn)研究，測(cè)試了在剪壓狀態(tài)下的節(jié)點(diǎn)承載能力，并與只靠素混凝土粘結(jié)抗剪的試件做了比較：齒槽具有很強(qiáng)的抗剪能力；若齒槽中有鋼筋承擔(dān)拉力，齒槽處于壓剪狀態(tài)下，承載能力提高，并具有一定的延性。 （11）進(jìn)行了預(yù)應(yīng)力空心板的豎向加載現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，用軟件ANSYS模擬分析，結(jié)果表明新型連接形式下的樓蓋結(jié)構(gòu)具有較高的豎向承載能力和較大的剛度，具有雙向板的破壞特征。樓蓋側(cè)向加載計(jì)算表明其平面內(nèi)剛度能滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)計(jì)算的剛度無(wú)限大的假定，新型裝配式樓蓋具有替代整體現(xiàn)澆樓板或普通預(yù)制板+后澆面層樓蓋的可行性和可靠性。 （12）結(jié)合實(shí)際工程進(jìn)行了不加后澆面層的新型預(yù)制樓蓋鋼板剪力墻三層結(jié)構(gòu)模型和整澆樓蓋模型的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)，結(jié)果表明：兩種模型的動(dòng)力特性相近，樓蓋面內(nèi)變形比較接近。通過(guò)柱腳應(yīng)變分析和底部層間剪力的分配的計(jì)算，兩種樓蓋對(duì)地震作用的傳遞能力接近。 （13）提出用非剛性樓蓋的“串并聯(lián)質(zhì)點(diǎn)系”的空間動(dòng)力模型對(duì)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行計(jì)算分析，通過(guò)樓蓋剛度參數(shù)變化分析，并與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比，給出新型樓蓋的平面內(nèi)剛度。
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TU398.9;TU352.11

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 馬宏偉,姜維山,于慶榮,郝際平,張興虎;連接鋼筋傳力的組合梁及連續(xù)復(fù)合螺旋箍混凝土柱節(jié)點(diǎn)的研究[J];東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2002年05期

2 白國(guó)良,趙鴻鐵,文雙玲;實(shí)腹式型鋼混凝土(SRC)偏壓柱正截面承載力計(jì)算[J];鋼結(jié)構(gòu);1999年04期

3 陶忠,韓林海;方鋼管混凝土壓彎構(gòu)件荷載-位移滯回性能研究[J];工業(yè)建筑;2000年06期

4 薛立紅,徐金聲;裝配整體式預(yù)應(yīng)力夾層板樓蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法[J];建筑結(jié)構(gòu);2005年05期

5 劉大海;曾凡生;王敏;粟海濤;;半剛性樓蓋房屋的抗震空間分析[J];建筑結(jié)構(gòu);2007年10期

6 肖成志;田穩(wěn)苓;劉波;趙曉艷;;設(shè)置界面構(gòu)造錨筋的新老混凝土粘結(jié)性能試驗(yàn)研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2011年01期

7 吳方伯;黃海林;周緒紅;陳偉;王銳之;;預(yù)應(yīng)力預(yù)制疊合梁受彎性能試驗(yàn)研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2011年05期

8 馬欣伯;張素梅;郭蘭慧;;兩邊連接鋼板剪力墻試驗(yàn)與理論分析[J];天津大學(xué)學(xué)報(bào);2010年08期

9 趙西安;考慮樓板變形計(jì)算高層建筑結(jié)構(gòu)[J];土木工程學(xué)報(bào);1983年04期

10 張興虎;楊威;姜維山;李亞莉;;組合梁新型連接件抗剪性能試驗(yàn)研究[J];西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 蔣元平;CFRP加固RC梁變形性能的試驗(yàn)研究及理論分析[D];武漢理工大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2525498