全装配式楼盖框架-剪力墙结构振动台试验与数值模拟

来源 :徐科 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dfhdgfhdgf
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在国家提出“科技创新”、“四个面向”、“碳达峰,碳中和”战略部署的前提下,我国制造业急需向新技术、高水平、低能耗方向转型升级。建筑业能源消耗大,对国家经济发展的影响大,在高新技术发展越来越成熟的前提下,装配式建筑技术发展亟需进入转型发展。楼盖是结构的主要构件,它在承受建筑物恒、活荷载的同时又把地震效应传导到结构的各个抗侧力构件。当前,应用较为广泛的装配式楼盖有叠合式楼盖和双T板楼盖,叠合式楼盖的拼缝处混凝土容易在温度差和体积收缩效应下产生开裂,致使峰值承载力迅速下降;双T板楼盖板底带肋,致使楼盖板底不平整、结构高度较高,通常应用在工业建筑体系中,应用范围缺乏广泛性。基于此,课题组结合相关规范及实际受力需求提出了分布式连接全装配RC楼盖(DCPCD)。本文以分布式连接全装配RC楼盖框架-剪力墙结构(以下简称DCPCD结构)为研究对象,DCPCD结构具有环境友好度高,现场建造效率高,传力性能好等特点,但楼盖平面内刚度有限,在承受水平荷载时将会产生较大的面内变形,其在地震作用下内力分配不能按照“单竖杆多质点系”空间模型进行内力计算,不能沿袭现行规范进行结构抗震设计,同时对于DCPCD结构动力响应规律的研究相对缺乏,因此,进行DCPCD结构动力特性规律与地震响应机理研究具有重要意义。基于试验研究、理论计算、有限元分析三者结合的研究方法,本文主要通过研究以下内容来探讨DCPCD结构动力响应规律:(1)基于一致相似理论,根据抗震设计规范及结构实际构造需求,设计并制作了全装配式楼盖框架-剪力墙结构模拟地震振动台试验模型。基于一致相似关系理论,结合试验实测参数,确定了模型三个主要相似系数,即长度相似比为0.25、弹性模量相似比为0.9、等效质量密度为2.48,建立了原型结构有限元模型,并依据主要物理量的相似关系系数进行了试验设计,主要是加载方案设计、配筋设计、传感器布置设计。(2)通过对DCPCD结构模型进行了振动台试验,结合对结构动力特性试验数据的整理,揭示了全装配式楼盖结构在地震激励下的破坏过程、破坏形态及破坏机理。整理并总结了结构加载全过程破坏形态,通过动态采集仪记录下完整试验数据,结合对试验破坏过程中各构件破坏过程的分析,揭示了结构的破坏机理。结构破坏模式符合典型框架-剪力墙结构破坏规律,结构的损伤主要出现在连系梁两端和1~2层剪力墙。(3)通过对振动台模型试验数据进行分析,研究了DCPCD结构动力特性与地震响应规律。通过分析结构周期、频率、阻尼比、加速度反应、位移响应、平面内变形等动力特性与地震响应结果,对结构动力响应进行了分析,结果表明:(1)(2)(3)(4)(5)模型在加载前期频率变化较小,后期变化较大,1g地震波激励后,结构Y向1阶频率从10.5变化到8.2。(2)结构加速度放大系数随地震峰值加速度增大而增大,2层加速度放大系数最小,在数值上只在2层满足欧洲规范要求。(3)在抗震设防烈度下(7度0.15g),结构各层间位移角满足规范中弹性层间位移角限值。(4)在地震激励下,楼盖会发生较大的平面内变形,以平面内相对挠度、RASCE值、平面内变形比判断,楼盖均只在0.08g时满足规范对刚性楼盖的要求。(5)在0.44g ZZ波作用,楼盖横板向相对位移在TD-2出现最大值3.2*10-2mm,楼盖顺板向相对位移在PD-4出现最大值3.8*10-2mm。(4)基于等效梁模型理论、“串并联多质点系”空间结构理论和反应谱分析方法,对全装配式结构动力特性和地震响应进行了理论计算。根据等效梁模型理论、D值法、缩聚法,结合“串并联多质点系”空间结构模型,建立了结构抗推刚度矩阵、质量矩阵,计算了振动台试验模型结构的动力特性与地震响应理论结果,并将地震侧移结果、层间剪力结果与试验实测结果进行了对比分析,侧移结果与剪力结果与试验结果相差较小,在WL波、EL波作用下,相差不超过20%。(5)建立了全装配式楼盖框架-剪力墙结构有限元模型,进行了试验模型分析及DCPCD结构参数化分析。提取并对比了试验有限元模型在地震激励下的位移、加速度、平面内变形等地震响应数据,验证了模拟方法的准确性;提取连接件Y向剪力值发现,连接件在7度(0.15g)地震激励下处于弹性阶段;通过对参数化分析模型平面内变形进行分析,发现刚度比系数对DCPCD建筑结构动力特性、平面内变形及内力分配等产生较大影响,在同样的结构布局下,刚度比系数接近的结构,面内变形较为接近,刚度比系数大的结构,其剪力分配结果与按半刚性楼盖考虑的计算结果越接近。本文通过试验研究、理论计算、有限元分析相结合的方法,对全装配式楼盖框架-剪力墙结构动力特性与地震响应进行研究,对比了三种分析方法结果,验证了有限元分析方法的正确性,为采用DCPCD建筑结构抗震设计提供可行方法。
其他文献
近些年来,随着我国经济和生产、加工钢材技术水平的提高,高强度钢材在实际工程的应用越来越广泛。然而高强度钢材的力学性能与普通钢材有较大不同,高强钢构件的稳定性能与普通钢构件相比也有较大差异,需要对其不断的进行研究和完善。在高强度钢构件稳定性能研究方面,国内外对焊接H形、焊接箱形等双轴对称截面轴压构件的稳定性能研究较多,对受压屈服时弯扭耦合的焊接T形截面受压构件的稳定性能研究较少。因此,本文采用试验研
农业土壤中镉(Cd)和砷(As)等重金属或类重金属污染是作物生产与食品安全面临的一大问题。虽然已有多种多样的治理技术应对土壤的镉和砷等重金属污染,但由于存在环境健康风险和投资大等各种问题而未能广泛应用。因此,发展减少土壤中砷和镉等重金属污染的新型方法十分必要。近年来,钙及以此为主体的纳米产品因具有减轻植物镉和砷的毒害作用而得到关注。目前,有关钙-纳米颗粒(Ca-NPs)减轻砷和镉毒害的实际作用及其
聚焦超声(focused ultrasound, FU)消融作为一种体外微无创治疗技术,在浅表组织疾病治疗和皮肤美容应用中具有重要价值。目前临床研究已观察到FU消融的治疗效果,但也存在一定的安全问题,如何保证FU治疗后的安全是目前研究者所关注的热点话题。本文主要从疾病治疗、皮肤美容和其他浅表组织应用方面综述了FU消融在浅表组织中的应用进展,同时总结并分析了FU消融存在的安全问题以及面临的挑战,旨在
<正>近日,一篇《金沙江规划建25座电站,不到百公里就有一座水库》的文章,将金沙江水电开发工程的争论再度推向风口浪尖。关注西南水电、生态的人们,不约而同将目光又一次聚焦在了这段占长江水利资源40%以上的水域上。有关金沙江水库的热议已数见不鲜,而这一次论战,从国家水电政策到水电开发生态影响,从规划到环评,从水电技术到水库功能,讨论范围之广,争议话题之深,是空前的。"世界水电在中国,中国水电在西南,西
期刊
寄生蜂是一类寄生性的膜翅目昆虫,因其在自然界对寄主害虫有良好的控制作用,而被视作用于害虫生物防治的重要天敌资源。寄生蜂具有丰富的物种类群和高度多样化的寄生特性,又使其成为研究复杂性状演化、适应性进化、性别决定等重要科学问题的良好模型。本文在获得四种重要寄生蜂高质量基因组信息的基础上,结合比较基因组学、进化生物学、转录组学、毒液组学等多种方法对寄生蜂适应性相关的基因组特征、基因组大小、体形小型化以及
在当前数字经济背景下,数字化转型成为中小企业培育竞争优势和提高生存能力的关键所在。工业互联网平台作为工业化和信息化的新兴产物,通过万物间的广泛互联、赋能数据要素的高效配置和精准供给,为中小企业数字化转型提供不竭动力。本文基于浪潮云洲工业互联网平台,探讨驱动中小企业数字化转型的内部因素和外部因素,并对中小企业数字化转型与智能化制造、数据化运营模式和数字化商业模式的关系进行系统剖析。这既能为工业互联网
<正>近日,中国船级社(CCS)发布了《智能船舶规范》(2023)。自CCS发布《智能船舶规范》(2015)以来,国内智能船舶技术快速发展,市场需求远超预期。CCS结合智能船舶新技术应用及规范标准研究工作,完成了规范的改版升级,以满足快速发展的智能船舶市场需要。《智能船舶规范》(2023)在《智能船舶规范》(2020)的基础上增加了2022修改通报与2023修改通报。《智能船舶规范》(2023)将
期刊
学位
学位