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钢筋混凝土板柱结构作为一种无梁结构体系,形式简单,施工方便,节约成本,已有近百年的工程应用经验。该结构体系在水平荷载和竖向荷载共同作用下的受力机理仍不明确,无法满足现行抗震规范要求,致使该体系在我国的应用和推广受到很大的限制。为了增强板柱结构的抗震性能,改善传力体系,本文将防屈曲支撑引入板柱结构,重点研究加设防屈曲支撑的板柱结构的抗震性能。
首先,本文总结了板柱节点的承载力计算方法、破坏形态及其特征,对比了中美欧规范对板柱节点抗冲切承载力计算的不同考虑,给出了板柱节点在竖向剪力和不平衡弯矩共同作用下的强度相关方程和判断板柱节点破坏形式的验算方法。
其次,按照相关文献提供的试验试件基于有限元软件ANSYS进行有限元分析,得出试件的破坏形态和滞回曲线,并和试验数据进行对比分析,验证有限元建模方法的准确性。随后根据实际工程中的板柱节点建模,通过有限元分析得到板柱节点在不同轴压比下加支撑前后的位移云图、混凝土裂缝开展图、钢筋应力和滞回曲线,并得出骨架曲线,对比各试件的极限荷载,求出构件的延性系数和等效粘滞阻尼系数,评价其延性和耗能能力。同时,分析了各种因素包括支撑的屈服强度、支撑的截面积、柱外粘钢强度、支撑形式等对支撑板柱节点滞回性能的影响。
最后,建立整体结构的有限元模型,比选几种加固方案对板柱结构的动力特性和抗震性能的影响。通过反应谱分析和时程分析得到各方案的位移反应、加速度反应和基底剪力反应,并将反应谱分析结果和时程分析结果比较。
防屈曲支撑在板柱结构中的应用还处在尝试阶段,需要进一步的研究。