新型装配整体式楼盖建筑结构的抗震性能研究

摘要

装配整体式工业化住宅是目前国际流行的建筑行业发展趋势,已经成为发达国家住宅建设的主流技术。为了研究一种未浇筑混凝土现浇面层的新型装配整体式预制空心楼盖的整体性能、连接方式可靠性以及抗震性能,本论文进行试验分析和数值仿真。主要研究内容如下:
　　1.对河北省高碑店市工业园一砌体房屋进行了装配整体式楼盖的静力试验。在竖向荷载作用下,分析了新型装配整体式楼盖挠度变化情况、结构的薄弱环节、裂缝开展情况;并建议增加后浇带混凝土宽度,以提高板连接和楼盖平面内刚度。采用拟板法的思想,用Matlab编程计算新型装配整体式楼盖挠度,通过试验数值对新型装配整体式楼盖刚度进行修正,结果显示修正后公式计算挠度值与试验值较符合。使用Abaqus对新型装配整体式楼盖进行分析模拟,得到了受竖向荷载和平面内荷载时楼盖的应力应变分布;通过分析受力特点,得到了楼盖薄弱部位,提出改变新型预制板钢筋布置,加密板角附近钢筋布置,增设板后浇带纵向钢筋的建议,以提高楼盖的刚度;利用Abaqus进行弹性分析,结果表明,通过优化布局后楼盖刚度得到了明显提高。
　　2.对现浇板钢框剪结构SJ1和新型装配整体式楼盖钢框剪结构SJ2进行振动台试验。通过试验数据,得到SJ1模型和SJ2模型结构基频的变化情况,利用频率与刚度的关系得出结构刚度随地震烈度增加而逐渐降低的规律;对两种模型位移放大系数进行处理,得到了各层位移最大放大系数分布情况;整理两种模型各层最大层间位移角变化情况,对比分析两结构受力与楼盖的刚度;根据不同地震加速度峰值下扭转角与楼盖平面内变形情况,对比结构的扭转角与相对挠度值,得到装配整体式楼盖平面内刚度与现浇板平面内刚度基本相等的结论。利用Spss软件对各地震烈度下垂直于振动方向三轴线柱脚应变最大值进行了线性回归分析,提取线性拟合优度“R”方,分析结果表明SJ2模型柱脚应变拟合优度“R”方值基本与SJ1模型相等,SJ2模型柱脚应变几乎集中在同一直线上,此种装配整体式楼盖具有与现浇板楼盖相等的平面内刚度。试验结果表明在地震作用下,未浇筑板面现浇面层的新型装配整体式楼盖具有良好的抗震性能。借鉴清华大学聂建国和陈戈对Hassan等提出的混凝土楼盖等效截面抗弯惯性矩的改进公式,计算出楼盖抗侧刚度,得到新型装配整体式楼盖抗侧刚度与现浇楼盖的抗侧刚度比为21/1.0584efefDD=,说明新型装配整体式楼盖侧向刚度与现浇楼板基本相等,新型装配整体式楼盖具有现浇楼盖基本相等的平面内刚度。

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1. 绪 论

1.1引言

1.2我国装配式结构的新发展

1.3装配整体式结构在国内外的发展及应用

1.4预制板在国内外的发展及应用

1.5本文研究的主要内容

2. 新型装配整体式楼盖结构组成特点

2.1 引言

2.2新型装配整体式楼盖的连接构造

3.新型装配整体式楼盖的竖向刚度分析

3.1 概述

3.2 新型装配整体式楼盖的竖向承载力实验

3.3新型装配整体式楼盖的竖向挠度计算理论

3.4新型装配整体式楼盖有限元分析

3.5本章小结

4.新型装配整体式楼盖框剪结构地震模拟振动台实验

4.1动力特性试验的意义

4.2工程概况

4.3模型设计

4.4实验装置与测试内容

4.5试验现象与分析

4.6本章小结

5.新型装配整体式楼盖框剪结构动力响应分析

5.1结构周期与频率

5.2结构位移反应

5.3结构加速度反应

5.4 SJ1模型与SJ2模型板平面内位移

5.5柱脚应变分析

5.7本章小结

6.结论与展望

6.1结论

6.2展望

致谢

参考文献

附 录

攻硕期间取得的研究成果