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小跨高比剪力墙洞口连梁抗震性能试验研究

作　者: 刘光伟
导　师: 傅剑平；白绍良
学　校: 重庆大学
专　业: 结构工程
关键词: 剪力墙小跨高比连梁抗剪性能配筋方案延性耗能能力
分类号: TU352.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

连梁是联肢剪力墙结构中的重要构件,它是墙肢之间传力的纽带,连梁的强度、刚度、延性及耗能能力直接影响着剪力墙的性能。在抗震联肢墙或核心筒中,为了保证结构侧向刚度或建筑构造原因,常有可能采用小跨高比连梁。试验研究表明,对这类连梁若再用常规框架梁的抗震设计方法进行设计已无法避免其过早发生剪切破坏,从而无法满足结构对它的延性要求。我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)提出的设计方案仍因其剪压比控制条件过严和可能达到的位移延性偏小而有待改进。至今国内外仍未找到一种既方便施工,又能保证剪切失效出现在连梁达到所需的位移延性之后的有效配筋方案。针对工程设计中这一急待解决的重要问题,本论文作者所在的研究组对小跨高比连梁进行了系列试验研究。进一步证实《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)提出的设计方法不能满足抗震基本要求;同时查明,国内外已提出的某些施工可以接受的改进配筋方案仍未达到较满意的延性性能。在总结已有配筋方案的基础上,提出了一种工程适用性好的配筋方案,即在传统配筋基础上加设对角斜筋和上、下两组“L”形筋组成的菱形斜筋的方案。经试验证实采用这种配筋形式的小跨高比连梁具有较好的延性及塑性耗能能力。为了进一步完善这项研究工作,本论文的工作集中于以下几个方面:1、通过实验进一步验证这种加配斜筋的连梁在高剪压比作用下的抗震性能。2、对此前已经试验的全部新配筋方案小跨高比洞口连梁试件试验结果的分析整理,弄清楚此布筋形式中对角钢筋和菱形钢筋各自的受力特点以及对连梁抗震性能的贡献,在设计中应如何考虑这两种钢筋用量的比例。3、通过试验对比,对现浇楼板对连梁的各种影响能有初步的定性认识。4、进一步对小跨高比普通连梁的抗震性能加深认识。通过试验研究证明1)这种加配斜筋的连梁在跨高比不大于2.5时仍然具有良好的抗震性能,而普通配筋连梁与之相比则有较大差距;2)现浇楼板对连梁的承载力有一定的提高,但对连梁的屈服后刚度影响极小,对位移延性、耗能等抗震性能有不利的影响;3)斜筋拉力比ξ在0.3～0.93范围内变化时,连梁都能表现出很好的抗震性能;4)加配斜筋的连梁在跨高比不大于2.5时,剪压比能达到0.26以上,且能保证位移延性在5.0以上。

全文目录

中文摘要  4-5
英文摘要  5-11
1 绪论  11-27
  1.1 问题的提出  11-13
  1.2 国外对连梁的研究现状  13-18
    1.2.1 新西兰坎特伯雷大学T.Paulay 和 J.R.Binney 的研究  13-14
    1.2.2 希腊亚里斯多得大学G.G Penelis 和I.A.Tegos 的研究  14-16
    1.2.3 意大利佛罗伦萨大学L.Galano 和A.Vignoli 的研究  16-17
    1.2.4 希腊雅典国立技术大学Theodosios P.Tassios 的研究成果  17-18
  1.3 国内对连梁的研究现状  18-21
    1.3.1 近年来我国对小跨高比连梁的研究思路  18-19
    1.3.2 清华大学的研究成果  19
    1.3.3 天津市建科院和天津大学土木系的研究成果  19
    1.3.4 上海城建学院戴瑞同教授的研究成果  19-20
    1.3.5 其它形式连梁  20-21
  1.4 对连梁配筋形式问题的看法  21-22
  1.5 目前我国规范关于连梁设计方法与有待解决的问题  22-23
    1.5.1 规范条文的具体规定  22-23
    1.5.2 规范在连梁方面需待解决的问题  23
  1.6 本研究组的研究成果本文的研究目的与任务  23-27
    1.6.1 本研究组已取得的研究成果  24-26
    1.6.2 本文的研究工作  26-27
2 试验方案  27-39
  2.1 试验构件的设计  27-34
    2.1.1 设计参数的含义  27-28
    2.1.2 设计计算公式  28
    2.1.3 构件的配筋、设计参数及材料强度情况  28-34
  2.2 试验方案  34-39
    2.2.1 试验装置  34
    2.2.2 试验加载程序  34-35
    2.2.3 构件的失效判别依据  35
    2.2.4 量测的主要内容  35
    2.2.5 量测方法  35-39
3 试验现象与试验结果  39-116
  3.1 总说明  39-40
  3.2 构件CB-19 的试验现象与试验结果  40-52
    3.2.1 构件的特点  40
    3.2.2 CB-19 钢筋编号与测点位置  40
    3.2.3 受力过程和试验现象  40-44
    3.2.4 滞回特性  44-45
    3.2.5 钢筋的应变分布  45-52
    3.2.6 纵筋相对端块的滑移  52
  3.3 构件CB-23 的试验现象与试验结果  52-66
    3.3.1 构件的特点  52
    3.3.2 CB-23 钢筋编号与测点位置  52
    3.3.3 受力过程和试验现象  52-55
    3.3.4 滞回特性  55-56
    3.3.5 钢筋的应变分布  56-65
    3.3.6 纵筋相对端块的滑移  65-66
  3.4 构件CB-26 的试验现象与试验结果  66-83
    3.4.1 构件的特点  66-67
    3.4.2 CB-26 钢筋编号与测点位置  67
    3.4.3 受力过程和试验现象  67-70
    3.4.4 滞回特性  70
    3.4.5 钢筋的应变分布  70-82
    3.4.6 纵筋相对端块的滑移  82-83
  3.5 构件CB-27 的试验现象与试验结果  83-97
    3.5.1 构件的特点  83
    3.5.2 CB-27 钢筋编号与测点位置  83
    3.5.3 受力过程和试验现象  83-87
    3.5.4 滞回特性  87
    3.5.5 钢筋的应变分布  87-97
    3.5.6 纵筋相对端块的滑移  97
  3.6 构件CB-29、CB-30 的试验现象与试验结果  97-107
    3.6.1 构件的特点  97-98
    3.6.2 CB-29、CB-30 钢筋编号与测点位置  98
    3.6.3 CB-29 受力过程和试验现象  98
    3.6.4 CB-30 受力过程和试验现象  98-101
    3.6.5 滞回特性  101
    3.6.6 钢筋的应变分布  101-107
    3.6.7 纵筋相对端块的滑移  107
  3.7 构件CB-31 的试验现象与试验结果  107-116
    3.7.1 构件的特点  107-108
    3.7.2 CB-31 受力过程和试验现象  108-109
    3.7.3 滞回特性  109-110
    3.7.4 钢筋的应变分布  110-115
    3.7.5 纵筋相对端块的滑移  115-116
4 试验结果的分析与讨论  116-129
  4.1 构件的破坏过程分析  116-118
    4.1.1 CB-19、CB-23 的破坏过程分析  116
    4.1.2 CB-26、CB-27 的破坏过程分析  116-118
    4.1.3 CB-30、CB-31 的破坏过程分析  118
  4.2 钢筋的应变分布规律  118-120
    4.2.1 CB-19、CB-23  118-119
    4.2.2 CB-26、CB-27  119-120
    4.2.3 CB-30、CB-31  120
  4.3 连梁的剪切变形规律  120-121
  4.4 连梁的抗震性能分析  121-129
    4.4.1 承载能力退化  121-123
    4.4.2 刚度退化  123-125
    4.4.3 延性  125-127
    4.4.4 耗能性能  127-129
5 试验结果的综合分析与总结  129-145
  5.1 各因素对连梁抗震性能的影响  129-136
    5.1.1 各钢筋的应变变化规律以及对连梁受力性能的影响  129-134
    5.1.2 设计参数对连梁受力性能的影响  134-136
  5.2 连梁受力机理分析  136
  5.3 连梁抗震性能分析  136-141
    5.3.1 承载能力变化  137-139
    5.3.2 连梁刚度退化  139-140
    5.3.3 延性  140
    5.3.4 强屈比  140-141
    5.3.5 耗能能力  141
  5.4 设计参数与抗震性能综合比较分析  141-145
    5.4.1 剪压比与位移延性  141-143
    5.4.2 斜筋拉力比  143-145
6 结论  145-149
致谢  149-151
参考文献  151-156
独创性声明  156
学位论文版权使用授权书  156

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