大跨度预应力次梁楼盖结构体系的弯扭受力试验研究

摘要

本文通过两榀大跨度预应力次梁楼盖结构体系组合构件的反复水平加载试验，分析研究了大跨度预应力次梁楼盖结构体系的受力特性。着重讨论了预应力次扭矩对结构受力的影响、水平荷载作用下结构的弯扭分配规律以及如何进行边主梁的合理设计等问题。 试验结果表明，预应力次扭矩对结构受力的影响，存在于整个受力阶段，其对结构受力的反对称效应是比较明确的，尤其对边主梁的受扭影响。本文通过理论和试验数据分析，得到预应力次扭矩的变化规律与竖向荷载作用下的边主梁扭矩的变化类同，指出预应力次扭矩同样是一个典型的协调扭矩；同时对于预应力次扭矩在设计中如何考虑，本文提供了一种实用的并且符合预应力次扭矩变化规律的处理方法。 在讨论水平荷载作用下结构的弯扭分配规律时引入了边主梁—梁上次梁—板组合刚度的概念，并就得到的结论与竖向荷载作用下的弯扭重分配规律作了比较。试验结果表明，在构件开裂前，可以按弹性计算。由于过柱子次梁、边主梁的开裂以及梁上次梁(包括楼板)的开裂，使得过柱子次梁的抗弯刚度和边主梁—梁上次梁—板组合刚度发生了明显的变化，导致产生弯扭重分配，一般情况下，组合刚度与过柱子次梁抗弯刚度的比值增大，边主梁所受扭矩增加，反之，边主梁所受扭矩减小。从边主梁的受力看，以过柱子次梁的弯曲开裂、边主梁的扭剪开裂以及梁上次梁(包括楼板)的弯曲开裂和过柱子次梁的弯曲屈服为受力特征点划分为四个受力阶段，其中边主梁在过柱子次梁的弯曲屈服后的受扭则更多地具有平衡扭转的性质，而在这以前是协调扭转。从试验结果看，破坏时边主梁的扭矩值多大于按弹性计算的扭矩值。 本文最后对边主梁的扭矩折减系数以及考虑边主梁的作用对柱端弯矩增大系数的取值影响进行了讨论，并就设计中如何进行考虑给出了建议。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

1.1引言

1.2预应力次内力的研究现状

1.3国内外对协调扭转的研究现状

1.4关于在板—梁—柱节点中边主梁的作用的研究现状

1.5本文的研究目的和主要研究内容

2试件设计

2.1试件的设计

2.1.1试件一的设计

2.1.2试件二的设计

2.2试件预应力的建立及竖向荷载的施加

附图

3试验概况

3.1加载装置和传力系统

3.2观测内容和方法

3.2.1荷载的测定

3.2.2位移的测定

3.2.3钢筋应变的测定

3.2.4裂缝的观测

3.3加载程序及方法

3.3.1屈服位移的确定

3.3.2低周反复加载制度

3.4加载流程及数据采集

3.4.1预加载

3.4.2预应力的建立

3.4.3正式加载

3.5试验结果

3.5.1材料试验结果

3.5.2试验过程现象描述

4预应力次扭矩分析

4.1预应力次扭矩问题概况

4.2预应力次扭矩的理论分析

4.2.1预应力筋曲线形状的影响

4.2.2边主梁对次梁约束大小的影响

4.3试验数据分析

4.3.1试件一的试验数据分析

4.3.2试件二的试验数据分析

4.3.3预应力次扭矩效应的一般性规律

4.4设计中如何合理考虑预应力次扭矩效应

4.5小结

5弯扭重分布规律研究

5.1简要概述竖向荷载作用下的弯扭重分配规律

5.2水平荷载作用下的弯扭重分配规律研究

5.2.1水平荷载作用下的弯扭重分配规律的理论分析

5.2.2试件一的试验数据分析

5.2.3试件二的试验数据分析

5.3小结

6边主梁的合理抗扭设计

6.1框架边梁抗扭设计的简化方法概述

6.2扭矩折减系数的合理取值

6.3边主梁抗扭承载力对柱端弯矩增大系数取值的影响

6.4小结

7结论

致谢

参考文献