【摘 要】
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钢筋混凝土异形柱与矩形柱相比,可有效避免室内出现柱棱角,增大使用空间和提升户型美观,且钢筋混凝土异形柱框架结构体系在应用于多层建筑时具有较强的抗震性能。2017年新版《混凝土异形柱结构技术规程》和2021年《关于加强县城绿色低碳建设通知(征求意见稿)》的颁布,为异形柱结构体系在多层建筑中进一步应用提供了政策支持。通过实际研究发现异形柱框架结构在地震作用下仍存在首层柱底、梁柱节点等薄弱部位,严重限制
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钢筋混凝土异形柱与矩形柱相比,可有效避免室内出现柱棱角,增大使用空间和提升户型美观,且钢筋混凝土异形柱框架结构体系在应用于多层建筑时具有较强的抗震性能。2017年新版《混凝土异形柱结构技术规程》和2021年《关于加强县城绿色低碳建设通知(征求意见稿)》的颁布,为异形柱结构体系在多层建筑中进一步应用提供了政策支持。通过实际研究发现异形柱框架结构在地震作用下仍存在首层柱底、梁柱节点等薄弱部位,严重限制了异形柱框架的楼层高度,本文将宽肢异形柱作为提升普通混凝土异形柱框架抗震性能的研究措施,在已有试验的基础上通过有限元方法扩展研究不同参数对异形柱结构抗震性能的影响,具体研究工作如下:基于钢筋混凝土宽肢异形柱框架试验,分析混凝土宽肢异形柱框架有限元建模及分析方法,研究往复荷载作用下宽肢异形柱框架受力性能。通过对比试验与模型的滞回曲线、骨架曲线和承载力,验证有限元分析的可靠性与合理性。改变轴压比、肢高肢厚比和混凝土强度,设计了15个宽肢异形柱模型进行有限元拓展研究,通过对比分析其滞回曲线和骨架曲线,得到承载力、位移延性、刚度退化和耗能能力为抗震性能评价指标。研究表明:增大轴压比,极限承载力和变形能力逐渐下降,轴压比超过0.2668之后,有限元模型计算无法通过使结构失效;增大肢高肢厚比,极限荷载和能量耗散系数增加,能够提高框架结构的耗能能力和抗震性能,肢高肢厚比为4.25的模型抗震性能最好;提高混凝土强度,屈服位移减小,承载力增加,构件的耗能能力增强,抗震性能提高。为对比宽肢改善异形柱框架抗震性能的效果,本文在上述有限元研究的基础上又对一榀普通异形柱框架进行了抗震特征对比及有限元分析,研究了普通异形柱框架的往复荷载作用受力性能。对比研究表明,宽肢可有效改善普通混凝土异形柱框架的破坏特征及抗震特性,为提高异形柱框架建筑楼层高度提出了解决方案。同时本文通过改变普通混凝土异形柱框架的轴压比、混凝土强度和柱筋直径,又设计了14个异形柱框架模型进行有限元分析,通过对比分析其滞回曲线和骨架曲线,以得到的承载力、位移延性、刚度退化和耗能能力等抗震性能评价指标进行对比研究。最后,本文基于有限元模型数值模拟,建立了以轴压比、肢高肢厚比、混凝土强度等因素的宽肢异形柱框架结构恢复力模型,通过线性回归拟合法建立三折线骨架模型,并通过试验数据验证了模型的正确性,可有效反应出宽肢异形柱框架结构低周往复荷载作用下的荷载-位移变化规律,该模型具有一定的适用性,为该结构的抗震性能研究奠定了基础,对实际工程也具有一定的参考价值。
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