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构造措施对SRC-RC转换柱抗震性能的影响分析

作　者: 赵勇
导　师: 邵永健
学　校: 苏州科技学院
专　业: 结构工程
关键词: SRC-RC竖向混合结构 SRC-RC转换柱抗震性能构造措施过渡层
分类号: TU398.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

高层钢筋混凝土建筑下部楼层柱由于受到轴压比的限制,柱子断面普遍较大,往往形成抗震性能差的短柱。众所周知,型钢混凝土(Steel Reinforced Concrete,缩写SRC)结构具有承载力高、刚度大、抗震性能好等优点。为此,将SRC柱引入到这类高层建筑的下部楼层中,可克服钢筋混凝土(Reinforced Concrete,缩写RC)柱截面尺寸偏大,抗震性能差的缺点。而上部楼层柱仍采用RC柱,从而形成下部SRC柱上部RC柱的竖向混合结构。SRC-RC竖向混合结构是一种较为新型的结构型式,国外采用该结构型式的高层建筑越来越多,尤其在日本其应用已较为广泛,其研究也已相当深入。SRC-RC竖向混合结构在国内虽已有工程应用,但其研究工作尚未展开,多为借鉴国外的研究成果,这已不能满足国内工程应用的需要。SRC-RC竖向混合结构的关键构件部位是下部SRC结构向上部RC结构转换的过渡层,过渡层设计不当易形成承载力和刚度发生突变的薄弱层,从而在地震作用下过渡层发生严重破坏而引起结构整体破坏。SRC-RC转换柱是SRC-RC竖向混合结构过渡层中的一种关键构件。SRC-RC转换柱的受力性能对过渡层乃至整个SRC-RC竖向混合结构的受力性能有着重要的影响。为此,对SRC-RC转换柱开展试验和理论研究具有十分重要的工程实践意义。本文主要研究不同构造措施对SRC-RC转换柱抗震性能的影响,涉及的构造措施有型钢截断处箍筋加密、柱全长箍筋加密、在型钢截断处箍筋加密的基础上纵筋加强、加栓钉以及加X筋。本文通过1个钢筋混凝土柱和7个不同构造措施的SRC-RC转换柱的低周反复荷载试验,得到了SRC-RC转换柱在压、弯、剪共同作用下的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、耗能指标、强度衰减规律及延性指标。根据试验结果,对不同构造措施的SRC-RC转换柱的抗震性能进行了比较分析,分析结果可为确定SRC-RC转换柱合理的构造措施提供参考依据。最后,在试验结果及分析的基础上提出了SRC-RC转换柱的恢复力模型,可为SRC-RC转换柱的抗震研究提供参考。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第1章绪论  9-24
  1.1 引言  9
  1.2 型钢混凝土结构的特点  9-10
  1.3 型钢混凝土结构的应用和发展  10-15
    1.3.1 型钢混凝土结构在国外的应用与研究  10-14
    1.3.2 型钢混凝土结构在我国的应用与发展  14-15
  1.4 SRC—RC 竖向混合结构的应用和发展  15-21
    1.4.1 SRC—RC 竖向混合结构过渡层设计现状  17-19
    1.4.2 SRC—RC 转换柱的研究进展  19-21
  1.5 SRC—RC 转换柱的恢复力模型  21-23
    1.5.1 恢复力模型的研究现状  21-22
    1.5.2 SRC—RC 转换柱恢复力模型研究的意义  22-23
  1.6 本文的主要研究工作  23-24
第2章试验设计  24-34
  2.1 引言  24
  2.2 试验方案  24-33
    2.2.1 试验目的  24
    2.2.2 试件设计及制作  24-26
    2.2.3 试验参数  26-30
    2.2.4 加载装置及测试方案  30-33
  2.3 本章小结  33-34
第3章 SRC-RC 转换柱抗震性能的试验研究  34-53
  3.1 试验概况  34-35
    3.1.1 试件的设计参数  34
    3.1.2 加载实图  34-35
    3.1.3 主要测试内容  35
  3.2 试验结果及分析  35-51
    3.2.1 试验现象与破坏形态  35-40
    3.2.2 试件的滞回曲线  40-42
    3.2.3 刚度退化  42-44
    3.2.4 强度及其衰减  44-46
    3.2.5 耗能性能  46-47
    3.2.6 骨架曲线和无量纲骨架曲线  47-49
    3.2.7 延性  49-51
  3.3 本章小结  51-53
第4章 SRC-RC 转换柱合理构造措施分析  53-58
  4.1 引言  53
  4.2 各构造措施的影响  53-57
    4.2.1 箍筋的影响  53-54
    4.2.2 附加纵筋的影响  54-55
    4.2.3 栓钉的影响  55-56
    4.2.4 X 筋的影响  56-57
  4.3 本章小结  57-58
第5章 SRC-RC 转换柱的恢复力模型  58-65
  5.1 引言  58
  5.2 弹塑性抗震计算中的一般要求  58-61
  5.3 SRC-RC 转换柱的恢复力模型  61-65
    5.3.1 基本假定  61
    5.3.2 行走路线  61-62
    5.3.3 各阶段荷载与刚度的计算  62-65
第6章结论与展望  65-67
  6.1 本文工作总结  65
  6.2 进一步工作设想  65-67
参考文献  67-69
致谢  69-70
作者简历  70
攻读硕士学位期间所发表的论文  70

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