钢框架-钢板剪力墙装配式楼板组合结构拟动力试验研究

摘要

本课题组综合考虑现浇混凝土楼板在施工过程中存在的施工周期长、现场湿作业多、结构自重大等缺点，结合相关规范中对于装配式混凝土楼板应用范围的限定，设计出一种在板底附加斜撑，在梁板、板板结点采用新型连接方式的装配式楼板体系，以探索采用新型装配式楼板体系代替现浇整体式楼板可能性，本文研究内容与成果包括：
　　1.对按照1/4比例缩尺制作的现浇整体式楼板-钢框架剪力墙结构、采用新型连接的装配式楼板钢框架-剪力墙结构进行等效单自由度拟动力试验，通过对两种试验模型的抗震性能指标进行对比与分析，表明采用新型连接的装配式楼板，其梁板结点、板板结点连接牢靠，板底斜撑工作性能良好，板底附加斜撑的采用新型连接的装配式楼板能够有效地增强结构的整体性与变形协调能力，使之具有与现浇式混凝土楼板结构等效的良好抗震性能。因此，可以考虑在高烈度地区采用板底附加斜撑的新型楼板体系代替现浇混凝土楼板。
　　2．以深梁理论为基础，将装配式楼板等效为水平放置的深梁，用理论方法分别计算现浇整体式混凝土楼板、新型装配式楼板以及斜撑体系的平面内等效刚度，计算结果从理论上证明了采用板底附加斜撑的新型预制装配式混凝土楼板体系具有与现浇混凝土楼板几乎相同的平面内刚度。提出考虑附加板底斜撑的新型装配式楼板结构的刚度系数比Rz，通过与刚性楼盖假设下剪力分配的结果对比分析表明，这一误差范围满足相关文献中规定的对于非刚性楼盖其剪力传递误差值的要求，证明了考虑板底附加斜撑贡献的刚度系数比Rz，能够作为衡量板底附加斜撑的楼板刚性的重要指标。
　　3．通过数值模型分析手段，分别制作四种试件以对比分析斜撑的设置对纯框架-剪力墙结构、带有楼板的框架-剪力墙结构的影响，发现在试件处于弹塑性阶段时，斜撑的存在能够有效降低带有楼板的框剪结构沿水平荷载方向的位移，并且能够提高其结构的极限承载力，证明了斜撑具有提升带有楼板的框架剪力墙结构能够提高其结构的极限承载力，证明了斜撑具有提升带有楼板的框架剪力墙结构整体性与楼板平面内刚度的作用。同时综合考虑经济、使用功能的多方面因素，设计了一种新型八字形斜撑。数值分析结果证明：在试件处于弹性以及弹塑性阶段时，带有新型斜撑的试件较水平X斜撑试件能够有效降低沿水平荷载方向的位移，使内力分布更均匀，证明了八字型斜撑具有比水平X型斜撑更好的工作性能与应用价值。

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1绪 论

1.1引言

1.2混凝土预制构件概述

1.3混凝土预制楼盖的分类与发展

1.4本文主要研究内容

2模型设计与施工

2.1相似条件的确定

2.2模型施工

2.3本章小结

3钢框架-剪力墙装配式楼板组合结构拟动力试验

3.1拟动力试验概述

3.2拟动力试验内容介绍

3.3试验现象以及结果分析

3.4本章小结

4板底附加斜撑的新型装配式楼板体系平面内刚度研究

4.1楼板刚度研究现状

4.2新型装配式楼板以及整体现浇式楼板平面内刚度理论计算

4.3考虑斜撑影响的刚度系数比Rz

4.4本章小结

5板底斜撑对钢框架-剪力墙组合结构影响的有限元分析

5.1有限元分析软件概述

5.2斜撑对框剪结构整体性能的影响

5.3本章小结

6结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

致谢

附录

1.1.1 附录一： 攻读硕士学位期间发表的论文

1.1.2 附录二：攻读硕士学位期间参加的科研项目