改性沥青滑动支座的耗能能力及其在楼梯抗震中的应用研究

摘要

滑动支座作为一种新的支座形式，将其应用在楼梯中时，通过把梯段板与梯梁采用叠合的方式断开，从而形成滑动楼梯，有利于提高楼梯间的抗震性能。但是在地震过程中存在梯段板剧烈跳动并与梯梁不断撞击、水平滑动位移过大及梯段板因剧烈跳动而随时可能脱落等问题。因此，对滑动支座进行改进设计有一定的实际意义。
　　本文对普通滑动楼梯的不足之处加以改进，用改性沥青并配合一定数量的插筋替换原来的聚四氟乙烯板。为此，共设计了15个新型滑动支座，通过低周反复荷载试验研究材料厚度、插筋数量及插筋形式对滑动支座抗震性能的影响，并结合SAP2000有限元软件研究传统楼梯、普通滑动楼梯及新型滑动楼梯对整体结构抗震性能的影响。
　　试验研究表明，新型滑动支座具有良好的耗能能力及滑动变形能力，各支座的等效粘滞阻尼系数都在0.21～0.36之间，插入竖向钢筋可以明显提高滑动支座的水平抗剪承载能力;对竖向插筋施加适当的初始弯折可以提高试件的耗能能力和水平剪力;为防止混凝土被崩裂，建议增大插筋保护层厚度。
　　有限元模拟分析表明，采用滑动楼梯可以改变整体结构振型、大幅度降低楼梯构件内力及改变整体结构的屈服机制，普通滑动楼梯和新型滑动楼梯对整体结构的影响相差不大，新型滑动支座的耗能对输入整体结构的能量影响较小，对于高烈度地震设防区建议插筋（φ6）数量不宜少于10根。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 滑动楼梯抗震技术的原理及创新

1．3．1 楼梯的组成、分类

1．3．2 板式楼梯的设计方法及构造

1．3．3 传统楼梯与滑动楼梯的震害破坏形式对比

1．4 楼梯抗震国内外研究现状

1．4．1 国内研究现状

1．4．2 国外研究现状

1．5 本文的主要研究内容及意义

1．5．1 本文的研究思路

1．5．2 本文研究的主要内容及意义

第二章 改性沥青滑动支座低周反复压剪试验研究

2．1 概述

2．2 材性试验

2．3 试件设计与制作

2．4 水平压剪试验过程

2．4．1 加载设备

2．4．2 加载方法

2．4．3 加载制度

2．4．4 量测方案

2．5 试验现象与分析

2．5．1 试件破坏过程及破坏特征

2．5．2 试验破坏形态分析

2．6 试验结果分析

2．6．1 剪切滞回特性

2．6．2 骨架曲线

2．6．3 承载力及位移

2．6．4 刚度特性

2．6．5 耗能特性

2．7 本章小结

第三章 有限元仿真模型的建立及滑动支座的选取

3．1 结构基本信息

3．2 楼梯结构设计

3．3 改性沥青滑动支座的选取

3．4 结构模型的建立

3．5 加速度时程曲线的选择

3．6 本章小结

第四章 不同楼梯支座形式的有限元时程分析结果对比

4．1 结构自振特性对比分析

4．1．1 不同楼梯支座形式对结构质量参与系数的影响

4．1．2 不同楼梯支座形式对结构自振周期的影响

4．2 多遇地震作用下的对比分析

4．2．1 不同楼梯支座形式对结构各层剪力的影响

4．2．2 不同楼梯支座形式对结构楼层位移的影响

4．2．3 不同楼梯支座形式对结构框架柱内力的影响

4．2．4 不同楼梯支座形式对楼梯构件内力的影响

4．3 罕遇地震作用下的对比分析

4．3．1 不同楼梯支座形式对基底剪力和顶层位移的影响

4．3．2 不同楼梯支座形式对梯段板内力的影响

4．3．3 罕遇地震下各连接单元力与变形对比分析

4．3．4 连接单元滞回耗能

4．4 罕遇地震作用下的屈服机制对比分析

4．4．1 塑性铰的定义

4．4．2 不同楼梯支座形式对结构屈服机制的影响

4．5 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表论文情况