新型斜柱式转换结构的试验研究

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斜柱转换在框支-短肢剪力墙结构、框支剪力墙结构中应用的一系列理论与试验研究表明,斜柱转换结构的延性及耗能均低于钢筋混凝土梁式转换,尤其是斜柱间的转换梁净跨段损伤较为严重,对抗震不利。因此,为了使斜柱转换结构能更加广泛的应用于实际工程中,如何加强斜柱间转换梁段的延性就成了一个至关重要的问题。针对这一问题,本文提出了一种带型钢的新型斜柱式转换结构,并对其在框支剪力墙结构中的应用做了具体的分析。本文在以往研究的基础上,对一榀剪力墙上部轴压比为0.3、斜柱角度为65°的新型斜柱转换结构进行了试验研究。将试件加载过程中变形与有限元结果对照发现,新型斜柱转换结构易在斜柱与转换梁交界处、框支柱与转换梁交界处及柱脚位置先出现塑性铰。结构破坏时,斜柱间的转换梁破坏较其他部位更加严重。因此,建议在设计时斜柱不宜过强,以使梁铰能够充分均匀的出现,随后斜柱、框支柱都能进入塑性耗能,最终使整个结构都能进入非弹性变形、并有序的分布于整个结构中。通过对钢筋、型钢应变分析发现,转换梁及斜柱部位的纵筋及型钢屈服严重,尤其是型钢基本全部上处于屈服状态,这表明新型斜柱转换结构由于型钢的存在,其转换梁及斜柱将较普通混凝土斜柱转换结构获得更大的承载力,同时具有更好的抗震性能。从结构的滞回曲线、承载力退化、刚度退化、延性及弹塑性变形分析发现:结构滞回曲线不是很饱满,结构耗能能力一般;承载力和刚度退化较缓慢,在结构失效时仍能保持较大的承载力和抗侧刚度;当结构失效时,结构正反向加载的延性系数均约大于等于6,结构的延性较好。经过上述分析得出,新型斜柱转换结构具有较好的抗震性能。
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