小跨高比洞口连梁有效配筋方式的试验研究.pdf

重庆大学
硕士学位论文
小跨高比洞口连梁有效配筋方式的试验研究
姓名:徐锐昌
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:傅剑平
20040508
要摘连梁是联肢剪力墙结构中的重要构件,它是墙肢之间传力的纽带,连梁的强度、刚度、延性及耗能能力直接影响着剪力墙的性能。在抗震联肢墙或核心简中,为了保证结构侧向刚度,常有可能采用小跨高比连梁。试验研究表明,对这类连梁若再用常规框架梁的抗震设计方法进行设计己无法避免其过早发生剪切破坏,从而无法满足结构对它的延性要求。至今国内外仍未找到一种既方便旌工,又能保证剪切失效出现在连梁达到所需的位移延性之后的有效配筋方案。在刚完成的我国新一轮结构设计规范修订中,小跨高比连梁的抗震设计方法是被关注的重点问题之一。针对工程设计中这一急待解决的重要问题,本论文作者所在的研究组对小跨高比连梁进行了系列试验研究。首先通过硕士研究生张彬彬的试验研究工作,进一步证实《高层建筑混凝土结构技术规程》提出的设计方法不能满足抗震基本要求;同时查明,国内外已提出的某些施工可以接受的改进配荔方案仍未达到较满意的延性性能。硕士研究生曹云峰在总结已有配筋方案的基础上,提出了一种工程适用性好的配筋方案,即在传统配筋基础上加设对角斜筋和上、下两组“毙谓钭槌傻牧庑涡苯畹姆桨浮>匝橹な挡捎谜庵峙浣钚问降男】。硕士研究生赵杰林继续对跨高比为一牧航辛个试件的试验研究,再一次验证了这种配筋方式的有效性,同时对这种配筋方式的连梁承载力计算模型进行了初步探讨。为了进一步深入研究工作,本论文的工作集中于以下几个方面:⑼ü⒍⑹孕匝芯俊⒃谧芙嵋郧暗氖匝槌晒幕∩希⒁桓鲇行У目辜舫性亓扑愎健⑼ü邢拊3绦蚨哉庵峙浣罘绞降牧航心D夥治觥通过研究证明这种配筋方式在跨高比为时仍然具有良好的抗震性能。本文在赵杰林研究成果的基础上建立了承载力计算公式,通过计算表明,计算结果和试验结果比较吻合。有限元分析从理论上再次确认了试验所得的各种钢筋的受力特点。关键词:剪力墙,小跨高比连粱,抗剪性能,配筋方案,延性,耗能性中文摘要
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髀问题的引出架—核心筒”结构,其中的剪力墙与核心筒是保证结构侧向刚度的主要承重构件,供足够的抗弯怪崃和抗剪能力,因此可以采用高地震力一低延性要求的力一高延性要求的设计思路,即例如欧洲娣丁案哐有缘燃丁“’纳一片钢筋混凝土剪力墙属于下端固定的悬臂构件。如果设计合理,它在沿平面方向具有很大的抗侧力刚度,而且具有在承担轴力的同时抵抗较大弯矩和剪力的能力。如果房屋结构由纵、横向多道剪力墙组成,则只要纵、横墙连接可靠,墙与楼盖连接可靠,就会形成一种剐度大,强度高,由纵向、横向、水平向多道“膈板”组成的盒式结构体系ḿ袅η浇峁。若将剪力墙与框架在纵横方向配合使用,或由剪力墙形成中心筒,与周边框架配合使用,就会形成“框架—剪力墙”或“框剪力墙与核心筒也将承担绝大部分水平荷载。在抗震情况下,对剪力墙的设计,国际学术界认为可以有不同的设计思路。如果从建筑布置上能允许设置多道较长的墙肢,则由于此时不难为剪力墙提设计思路,即例如欧洲娣丁爸械妊有缘燃丁或“低延性等级”癓’’的设计思路,或新西兰“弹性设计”或“有限延性设计”的思路。这时,不论对剪力墙还是对其跨中洞口连梁,都不需提出较高延性要求。若考虑充分利用剪力墙V的抗震能力,则可以对它采用低地震计思路,或新西兰“延性设计”的思路以及美国虯娣丁甽纳杓扑悸贰N夜督ㄖ拐鹕杓乒娣丁蛑辉市聿捎醚性设计思路。这时,对剪力墙及联肢墙的洞口连梁都必须提出较高的延性要求,以抵御可能发生的强震冲击。在按延性设计思路进行抗震设计时,一般倾向于将较长的墙肢分割为多片较短墙肢,其间用洞口连梁相连,即形成双肢或多肢联肢墙。这样做可能出于以下考虑:⑼ü澳芰ι杓啤彼悸芬级纯诹航显缃肭⑹勾由系较碌母鞑数量较多的洞口连梁参与强震输入下的塑性耗能,以降低结构的地震反应;⑹不太长的剪力墙肢可以用常规抗震设计和构造保证抗剪能力丛谇空鹣麓锏阶够大的非弹性反应之前不出现剪切破坏5比辉诤芏嗲榭鱿拢纬闪V揭灿虢筑设计设置的门、窗洞有很大关系。这意味着,在联肢墙中可能形成的耗能机构是使各层洞口连梁成为形成联肢墙塑性耗能能力的主体构件;同时,还要使墙肢底部也具有所需的延性转动能力和塑性耗能能力,以便一旦地震过强,墙肢底部纵筋屈服后,墙肢底部也能与各洞口连梁一起参与耗散地震输入的能量。由于在
反之越小。这意味着,在抗震联肢墙的设计中必须根据结构的具体条件合理选择反之,对于框架一剪力墙结构和框架一核心筒结构,则因剪力墙和核心筒壁梁,所