板柱结构静力弹塑性分析与试验研究（可复制毕业论文）.pdf

摘要板柱结构作为一种无梁结构体系,楼面荷载直接从楼面由柱子传给基础,房间分隔灵活,可降低层高,是一种合理有效的结构方案,因而得到了广泛的应用。但由于受理论基础、工程实践水平、实验条件等各种因素的影响,至今人们对板柱结构的工作性能、破坏机理、破坏形态及破坏特征的认识还存在许多分歧。板柱结构的计算分析存在两大难题:等代框架法的应用和板柱连接极限承载力的计算,以至于目前板柱结构的应用受到限制。本文以两层三榀两跨板柱结构模型的静力弹塑性试验为基础,同时结合有限元计算,对板柱结构体系在侧向荷载作用下的受力性能进行了系统的研究。首先,通过有限元分析,对板柱连接的极限承载力进行了研究。分析各种因素包括混凝土强度、抗弯钢筋配筋率、荷载形式、边界约束条件、板托以及竖向剪力和不平衡弯矩等对板柱连接抗冲切承载力的影响;总结了板柱连接抗弯承载力的计算公式并指出了其影响因素;总结了板柱连接两种破坏形态的实用判别方法。此外,本文制作了两层三榀两跨的板柱结构模型,并对该模型进行了静力弹塑性试验,观察结构在侧向荷载作用下的裂缝发展情况,测量结构的变形和应变,对结构的变形和应变进行分析,总结了结构的变形规律、应变分布规律以及柱上板带和跨中板带间不平衡弯矩的分配规律。最后,本文分别采用三维实体有限元模型和空间等代框架模型对板柱结构进行了静力弹塑性分析,并与试验结果进行了对比分析。总结了板柱结构在侧向荷载作用下的受力特性,验证了三维实体有限元方法和空间等代框架法在板柱结构关键词:板柱结构;板柱连接;极限承载力;弹塑性分析;塑性铰线;三维实体有限元;空间等代框架法分析计算中的可行性。浙江大学硕士学位论文摘要
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绪论第一章研究背景板柱结构的研究概况板柱结构亦称为无梁楼盖,是现代建筑中的一种结构形式,它的特点是没有梁系,结构体系由无梁平板和柱组成。结合剪力墙可以应用于地震区。这种体系克服了框架结构因为有梁,房间净空较小且分隔不太灵活的缺点,其显著特点是传力途径短捷可靠,楼面荷载直接通过柱子传至基础;便于用户灵活分隔,合理布局,随意分隔成房间,厅堂内即使不吊顶也不会有梁,非常美观;房间净空大,可降低层高、降低房屋总高度等。这种结构体系应用于住宅、公寓在国外比较普遍,国内由于对之研究相对较少,应用并不多。在我国的城市建设中,常因城市规划的总体要求,建筑物高度受到限制,板柱结构在较小的建筑总高度情况下有较多的层数,是一种合理有效的结构方案,适合可持续发展的时代要求。板柱结构体系虽然有诸多优点,但由于受理论基础、工程实践水平、实验条件等各种因素的影响,至今人们对板柱结构的工作性能、破坏机理、破坏形态及破坏特征的认识还存在许多分歧;板柱结构不仅抗侧刚度小,其板柱连接自身的抗震性能亦较差,导致板柱结构抗震性能较弱。受制于以上因素,目前板柱结构的应用受到限制。如我国《建筑抗震设计规范》【中只规定允许板柱一剪力墙结构的应用,并做了极其严格的使用限制。因此深入研究板柱结构的计算理论和设计方法,增强板柱结构设计的准确性、规范化,不仅是理论研究的需要,更是结构设计实践中亟待解决的问题。.逯峁乖诠獾难芯扛趴年美国学者首次设计了无梁楼盖【浚⑷鲜兜搅似桨逯斜∧つ力作用的有利影响。由于当时没有好的设计方法,冒着风险完成了该工程,并在荷载试验合格后业主才肯验收。尽管这种带有柱帽或托板的无梁楼盖在当时还没有公认的分析方法,但由于省去了梁,降低了层高,且施工模板得以简化,在年后的昴冢拦步ǔ闪艘磺Ф喔鑫蘖郝グ褰ㄖ年,做了喔龌〉氖匝椤渲龇⑸顺迩衅苹担并据此提出了第一个冲切强度计算公式,拉开了板柱结构研究的序幕,该式虽然保守,但给大多数经验公式的研究奠定了基础。年,刻岢隽丝删菀陨杓莆蘖郝グ遄芡渚氐恼方夥ㄒ患薹浙江大学硕士学位论文第一章绪论
】规范中板柱体系计算方法一直接设年,“媳出了基于小变形薄板理论的分析方法,该方法可计算规范中板柱结构总弯矩的计算理论提供了重要的理论依据,但当时并未解决总弯矩在正负弯矩截面上及截面间的分布问题。世纪年代末,前苏联采用注水加载的方法进行了均布荷载作用下板柱结构楼盖的模型试验,为其年代规范中的塑性铰法提供了依据。年,美国大学进行了一系列的模型试验,其中包括均布荷载下的有柱帽和无柱帽的板柱结构楼盖模型,并分析了宽扁边梁和深边梁对其内力分布和破坏形态的影响NA搜橹ど杓评砺鄣目煽啃裕珹被岷筒ㄌ乩水泥协会合作,于年代进行了/醭叩奈蘖浩桨迨笛椤U庑┭芯砍计法和等代框架法提供了大量重要的实验数据和理论依据。同一时期,大学和波特兰水泥协会合作进行了钢筋混凝土楼盖系统的试验研究和理论分析。虲咳衔0逯釉诓黄胶馔渚睾图袅Φ墓餐饔孟拢锌赡芊生两种破坏模