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采用全裝配式樓蓋的建筑結構動力特性與地震響應規(guī)律研究

發(fā)布時間:2020-07-09 08:04
【摘要】:近年來,由于裝配式建筑具有高效率、質(zhì)量好、建設周期短、施工節(jié)奏快、環(huán)保節(jié)約等特點,成為建筑業(yè)未來的發(fā)展方向及合理性選擇。現(xiàn)澆樓蓋和裝配整體式樓蓋建筑結構進行抗震設計時,常采用剛性樓蓋假定計算建筑結構的位移和內(nèi)力,對于新型全裝配式RC樓蓋來說,由于其平面內(nèi)剛度有限,在水平荷載作用下將產(chǎn)生顯著的平面內(nèi)變形,其剛性隔板作用難以達到,因此進行采用全裝配式RC樓蓋建筑結構抗震性能的研究至關重要。本文以采用分布式連接新型全裝配式RC樓蓋的建筑結構為研究對象,采用數(shù)值分析方法,對結構的動力特性與地震響應規(guī)律等方面進行研究和探討,為今后該體系的研究和應用提供理論依據(jù)。主要內(nèi)容如下:(1)基于等效梁模型理論,同時考慮分布式機械連接件拉、壓剛度不等假定和框架邊梁對平面內(nèi)剛度影響,推導了分布式連接新型全裝配式RC樓蓋平面內(nèi)剛度計算方法,并以試驗驗證了該方法的可行性。(2)研究了高層建筑結構的動力特性。運用有限元分析程序建立采用新型全裝配式RC樓蓋建筑結構的等效模型和同尺寸、同布置的傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑結構的有限元分析模型,分析結構的振型和周期性并進行對比;采用新型全裝配式RC樓蓋的建筑結構的周期大于現(xiàn)澆建筑結構的周期;與現(xiàn)澆結構相比,在進行新型樓蓋建筑結構抗震設計時,需要增加振型的數(shù)量,即需要考慮高階振型的影響。(3)進行了多高層建筑結構的地震響應分析。建立整體建筑結構數(shù)值分析模型,進行動力彈性時程分析;在水平地震作用下,新型全裝配式RC樓蓋的平面內(nèi)變形較為明顯,樓板平面內(nèi)變形效應在結構中部幾層較為明顯,在結構的底部和頂部幾層較小;由于新型樓蓋發(fā)生了平面內(nèi)變形,致使各榀抗側力結構在水平地震作用下的內(nèi)力分配與現(xiàn)澆結構相比發(fā)生了顯著變化,剪力墻結構承擔的水平地震剪力減小,而框架部分承擔的水平地震作用增大;新型全裝配式樓蓋建筑結構的樓層加速度得到不同程度的放大,同一樓層不同榀抗側力結構的樓層加速度放大系數(shù)存在較大的差異。建議在確定樓蓋水平設計荷載時考慮這一差異性,采用考慮樓蓋實際剛度的“串并聯(lián)多質(zhì)點系”空間結構振動模型,進行結構的抗震分析與設計。(4)進行了高層建筑結構的單調(diào)推覆有限元分析。采用施加側向振型荷載并基于目標的位移控制法進行push-over分析,研究新型全裝配式RC樓蓋建筑結構的結構性能和塑性鉸的發(fā)展及屈服機制;在罕遇地震作用下,采用新型全裝配式RC樓蓋的建筑結構與現(xiàn)澆結構相比,基底剪力減小,地震作用加大;層間位移角滿足規(guī)范規(guī)定的彈塑性層間位移角限值,使結構滿足“大震不倒”的要求;塑性鉸主要出現(xiàn)在結構的中部,屬于薄弱環(huán)節(jié),應對其予以注意。本文關于采用分布式連接新型全裝配式RC樓蓋的建筑結構抗震性能的研究成果,對完善全裝配式建筑結構的抗震設計方法,解決全裝配式建筑結構體系抗震設計中的基本問題,創(chuàng)新全干式RC樓蓋結構體系具有重要的理論意義和現(xiàn)實意義。
【學位授予單位】:河南工業(yè)大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2019
【分類號】:TU311.3
【圖文】:

施工圖,施工圖


大變革[4],從人口紅利消失、我國逐步進入建筑工業(yè)化成熟階段、環(huán)境保護等方面來看預制裝配式混凝土建筑結構憑借其工業(yè)化程度高、建造速度快、建筑產(chǎn)品質(zhì)量高、有于環(huán)境保護等方面的特點,一躍成為建筑行業(yè)的發(fā)展熱點。在國家和政府大力推廣裝配式建筑的大環(huán)境下,各省市也相應做出了行動,其湖南省建造了該省首個全裝配式混凝土項目-長沙會展綜合配套中心。該項目總建筑積 6.7 萬平方米,結構體系為裝配式框架結構,該結構的柱、梁、疊合板、樓梯及外掛板均為預制構件,應用自主的 PKPM PC 軟件,建立統(tǒng)一的三維可視化數(shù)據(jù)模型,行各專業(yè)設計、出圖、場布、指導構件加工、安裝和現(xiàn)場管理;預制疊合樓板采用密連接,外墻全部采用預制外掛墻板,裝飾一體化,單體預制裝配率高達 75%,是湖南裝配率最高的混凝土項目。此外,項目從 2018 年 6 月 29 日進場直至 9 月 20 日完成體施工。歷時三個月時間完成 6 棟單體建筑,總建筑面積 3 萬平方米。相比過去傳統(tǒng)筑方式,共縮短整整一個多月的時間。施工圖如圖 1 所示,實景圖如圖 2 所示。

人員傷亡,實景,裝配式建筑,裝配式混凝土結構


圖 2 實景圖近幾年發(fā)生的多次地震所造成的大量人員傷亡和建筑物震性能越來越重視,特別是在推動裝配式建筑發(fā)展的過構抗震性能的了解較少,因此進行裝配式建筑結構的抗段,我國裝配式混凝土結構設計的核心理念為“等同現(xiàn)施工方法,保證裝配整體式鋼筋混凝土結構中,預制構

裝配式結構,體系,剪力墻結構,搭接連接


(c)大板結構 (d)箱式結構圖 3 裝配式結構體系裝配式剪力墻結構作為應用最多的結構衍生出了許多不同的結構形式,例如:筒灌漿連接的剪力墻結構,通過漿錨搭接連接的剪力墻結構以及預制外掛墻板和板等剪力墻結構,如圖 4 所示,在北京、上海、深圳等許多城市具有大規(guī)模的應(a)京投萬科新里程-鋼筋套筒灌漿連接 (b)中南世紀城工程-波紋管漿錨搭接連接

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 鄭先超;宋揚;李青寧;;新型裝配整體式預應力樓蓋的整體性能研究與有限元分析[J];科學技術與工程;2013年30期

2 鄭先超;李青寧;潘樹賓;姜維山;;新型預制樓蓋的裝配整體式框架剪力墻結構振動臺試驗研究[J];地震工程與工程振動;2013年03期

3 朱筱俊;龐瑞;許清風;;全裝配式鋼筋混凝土樓蓋豎向受力性能試驗研究[J];建筑結構學報;2013年01期

4 龐瑞;許清風;梁書亭;朱筱俊;武川川;;全裝配式RC樓蓋平面內(nèi)受力性能試驗研究[J];建筑結構學報;2012年10期

5 龐瑞;梁書亭;朱筱俊;;新型全預制裝配式RC樓蓋平面內(nèi)力學特征研究[J];特種結構;2010年01期

6 龐瑞;梁書亭;朱筱俊;;RC框架結構中新型預制裝配式樓蓋面內(nèi)變形分析[J];東南大學學報(自然科學版);2009年S2期

7 李國強;胡大柱;孫飛飛;;半剛性連接組合梁框架足尺模型模擬地震振動臺試驗[J];建筑結構學報;2009年05期

8 王有為;;實施綠色建筑對環(huán)境保護的重要意義[J];浙江建筑;2008年09期

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10 聶建國;黃遠;;高層建筑組合樓蓋面內(nèi)變形簡化分析模型[J];工業(yè)建筑;2008年03期

相關碩士學位論文 前3條

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2 王國玨;裝配式構造柱約束砌體墻抗震性能的非線性模擬分析[D];重慶大學;2010年

3 侯高峰;基于MIDAS/GEN高層建筑結構三維有限元仿真分析[D];合肥工業(yè)大學;2007年



本文編號:2747185

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