装配式钢板笼混凝土框架结构整体抗震性能研究

摘要

建筑工业化是我国大力推行城镇化建设的一个重要的组成部分，作为实现这个关键部分的关键点即大力发展装配式混凝土结构是现今混凝土结构相关设计的一个热点。现在的所投入到实际工程中的装配式结构已经体现出它本身相对于普通的钢筋混凝土结构的诸多优点，即能够提升自动化水平进而提高效率，加快工程进度，减少现场施工，全程施工绿色环保；可以满足现今绿色发展建筑业的要求。装配式结构也存在诸多的缺点，对于结构抗震方面来说装配节点较低的可靠性和整体性难以满足反复荷载下的受力要求。因此引出一种新型的装配结构即钢板笼混凝土结构；这种结构形式最初由国外学者提出并进行钢板笼混凝土短柱和节点等构件方面力学性能的试验研究。现阶段钢板笼结构体系在国内的相关研究很少而且仅停留在构件的研究阶段在钢板笼混凝土框架结构方面尚未见到研究成果；所以本文将对装配式钢板笼混凝土框架的抗震性能进行相关研究。　　本文将根据课题要求对一榀钢筋混凝土框架结构，一榀全现浇钢板笼混凝土结构和一榀装配式钢板笼混凝土框架结构进行原型计算和缩尺试验设计后在低周往复荷载下体现出的抗震性能进行理论分析；对设计框架的滞回性能、截面延性及耗能能力等抗震性能采用有限元分析软件对试验框架模拟研究，从理论和数值模拟这两方面入手进而了解装配式钢板笼混凝土框架结构在拟静力条件下的相关特征，分析装配式钢板笼混凝土框架结构的抗震性能，相关试验方案和研究成果为装配式钢板笼混凝土结构体系进一步试验研究和分析提供参考，为装配式钢板笼混凝土框架的实际应用提供可以借鉴的理论及方法。本文主要研究内容及成果如下；对设计的拟动力试验框架采用ANSYS软件程序进行模拟计算分析；对三组框架都使用整体式建模的方式进行建模，针对装配式钢板笼混凝土框架柱连接的节点考虑其半刚性连接进行分析。对比于传统的钢筋混凝土结构，两种钢板笼混凝土对框架的耗能能力均有提高作用，全现浇钢板笼混凝土框架对功比指数的提高程度高于钢板笼混凝土框架；均提高了框架模型在低周反复荷载下的延性,两组钢板笼混凝土结构的屈服强度和极限强度都有不同程度的提高，满足框架具有延性的要求。总得来说由于装配式钢板笼混凝土框架由于整体性方面的优势其抗震性能要优于普通钢筋混凝土结构。在理论分析和模拟的基础上，提出对钢板笼混凝土框架设计和施工时的建议、内力分析原则等，为后面进行装配式钢板笼框架的试验的应用提供切实可行的实验方案试验理论依据和数据分析基础，以推动该类型的结构体系在国内研究发展和日后的实际应用。

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