随着楼盖建筑形式的不断发展,现浇混凝土空心楼盖结构的应用范围开始逐渐扩大。该结构特点主要体现在自重较轻,楼层净高提升、跨度大,结构布置灵活等方面。空心楼盖受力性则因填充体的形状、内置和外置不同导致受力性能上存在一定的差异性。本文提出了一种新型波纹管填充体所形成的空心楼盖,通过模型试验和数值模拟分析,分别对采用此类空心板楼盖的板等效刚度、柱帽的抗冲切性能和基于此类空心楼盖系统的框架-核心筒结构体系在罕遇地震下抗震性能进行等几个关键问题进行了系统研究,主要内容如下:1.分析了内置波纹管填充体下现浇混凝土空心板的刚度差异性;通过波纹管单个构件加载试验进一步分析由圆形芯筒形成的空心板在竖向荷载作用下的力学性能,分析此类空心板的强度破坏及刚度的退化规律,并采用大型通用有限元软件ANSYS建立相关数值模型,数值模拟结果与试验结果基本一致。2.分别采用两种不同的理论计算方法考虑此类空心板竖向荷载作用下等效刚度问题:(1)根据正交各向性异形板解析解,结合有限元方法推导出此类空心板挠度的计算公式,为采用不同的力学模型计算提供理论依据;(2)横筒方向刚度小于顺筒方向刚度,因此采用有限元算法的结果,仅对横筒方向的刚度等效公式进行了修正,便于工程采用。研究了柱帽节点抗冲切性能,在柱帽冲切试验的基础上采用ABAQUS进行数值模拟,分别考虑不同跨度所产生柱帽顶面负弯矩的影响;分析结果表明:随着空心板跨度的增大,柱帽的受冲切极限承载力不断减少,即不同板跨度柱帽抗冲切承载力是不同的,这是工程设计中常忽略的问题。为此,本文提出了一种新的柱帽加强措施,并提出相应的板柱节点处极限抗冲切承载力计算公式,建立相关数值模型验证公式准确性,对公示进行修正,对比结果表明修正后的计算公式能较好的计算空心楼板板柱节点处抗冲切承载力。3.采用有限元程序STRAT对现浇空心板、等效板和普通有梁板三种楼盖所组成的框架-核心筒结构在罕遇地震下的损伤特征进行分析。首先,对以上三种结构在多遇地震下的规范指标进行对比,确保计算模型的合理性;结果显示:空心板结构的自振周期略大于普通有梁楼盖结构,整体指标与普通有梁楼盖结构基本一致。其次分别考虑6度和7度区的在罕遇地震下地震动参数取值,选取2条天然波(Elcentro波、Kobe波)和1条人工波(TH1TG040)进行结构的动力弹塑性时程分析,损伤结果表明:采用现浇空心板楼盖结构体系,空心板参与结构计算,在核心筒周边区域形成弯曲塑性铰,空心板进入屈服状态先于框架柱、剪力墙,结构竖向构件损伤部位与损伤程度与有梁板楼盖的结构6度区基本一致,在7度区略大于有梁板楼盖的结构,总体上,体现出“强柱弱梁(板带)”结构概念设计理念,与有梁板楼盖结构的抗震性能基本一致。