預應力混凝土復式框架抗震性能及設計方法的理論和試驗研究.pdf

1、混凝土及預應力混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能已有很多的研究,并取得了較多的成果.研究成果認為,合理設計的預應力混凝土框架完全可以在地震區(qū)應用,但對鋼筋混凝土復式框架和預應力混凝土復式框架的抗震性能的研究不多.多次震害調(diào)查表明,鋼筋混凝土復式框架的中柱存在出現(xiàn)短柱破壞的可能.隨著預應力混凝土復式框架在現(xiàn)代工業(yè)及民用(尤其是高層)建筑中的廣泛應用,它與鋼筋混凝土復式框架的抗震性能有何不同,它的抗震設計方法有何特點等,都需要進行理論及試驗研究.因此該文

2、進行了以下工作:通過對鋼筋混凝土復式框架和部分預應力混凝土復式框架的受力特點的分析,對于設計人員所擔心的預應力混凝土復式框架的共用柱在地震作用下會產(chǎn)生短柱效應的問題進行了討論,分析了預應力混凝土復式框架在不同梁、柱截面尺寸大小條件下的受力特征,得出了預應力混凝土復式框架中附跨對主跨抗震性能影響較小以及合理設計的預應力混凝土復式框架不會在共用柱上產(chǎn)生短柱效應的結(jié)論.在結(jié)構(gòu)受力特征分析的基礎上初步提出了預應力混凝土復式框架的抗震設計建議,并

3、給出了含有柱端彎矩影響的短柱判別方法和考慮層間小梁影響的柱側(cè)移剛度的計算方法.同時將等效抗側(cè)剛度的計算方法用于底部剪力法和振型分解法計算結(jié)構(gòu)的水平地震作用,得到了比較理想的結(jié)果.柱中橫向鋼筋的配置,除了考慮抗剪(扭)要求外,主要考慮在大震作用下,混凝土保護層剝落后,約束混凝土強度的提高對截面承載力削弱的補償作用,以保證截面的抗壓、抗彎(彎壓)強度不至于減小太多,并保證截面具有足夠的曲率延性.借助于Mander提出的約束混凝土應力應變關系

4、理論,提出了滿足鋼筋混凝土及預應力混凝土框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面承載力和延性要求的約束鋼筋用量的設計方法.通過兩榀預應力混凝土復式框架模型在低周反復荷載作用下的對比試驗,分析了預應力混凝土復式框架的滯回特性、耗能能力、剛度退化、位移延性、出鉸順序(部位)和節(jié)點性能.按照前述方法設計的預應力混凝土復式框架模型的塑性鉸基本能夠按照既定的部位和順序出現(xiàn),框架具有較好的延性和耗能能力,避免了短柱效應的出現(xiàn),但也發(fā)現(xiàn)了一些問題.理論與試驗研究結(jié)果表明,設