双T板框架结构在水平力作用下的整体性能分析

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在我国的装配式建筑发展计划和相关政策引导下,装配式建筑注定会成为建筑行业未来快速发展的一个趋势。叠合水平构件的应用范围较为广泛、研究较为全面,主要适用于跨度小、竖向荷载小的结构,但是板侧出筋、后浇湿接缝等工序阻碍了装配式建筑向工业化生产的转型。结合了梁、板受力性能的双T板能满足更大跨度、荷载的要求,具有更广阔的运用场景。然而对双T板的研究主要集中在构件本身受力性能方面分析,对双T板结构整体性研究还较少。同时国内的相关图集所覆盖构件类型、适用范围还比较局限,对深化设计人员而言还缺少双T板在框架结构体系下的设计依据和优化建议。因此,有必要对双T板结构体系在水平力作用下的整体性进行研究。首先,本文对叠合水平构件和双T板构件的研究进展和运用现状进行了系统综述,对其各自特点、运用场景进行对比。其次,运用大型有限元软件SAP2000创建现浇楼板框架结构、双T板框架结构、整浇面层厚度不同的双T板框架结构等5组有限元模型进行模态分析和弹性时程分析,以及框架梁、双T板构件和整浇面层在荷载作用下的整体性分析。根据对比结果和分析数据对该类装配式结构体系以及构件本身设计提出改进建议。研究结果表明:(1)双T板框架结构自振周期较长,整体性较差,高阶振型易出现局部不规则振动,需通过调整梁柱尺寸、增加局部约束使振型质量参与系数满足规范要求。(2)增加整浇面层后能有效降低周期、层间位移、框架梁位移差异,改善框架水平剪力、弯矩分布,但整浇面层过大反而会增加楼层剪力、楼层位移等,结果表明60mm厚的整浇面层较为经济。(3)双T板板面应力分布受结构平面刚度、构件放置方向、板侧连接构件等因素影响,增加整浇面层后能改善应力分布,但在板角、梁端整浇面层顶部等位置易出现拉应力集中情况,需要采取在相应位置设置跨缝构造钢筋,验算圆弧倒角,增加肋梁搁置长度等措施。最后,本文根据5组模型的分析结果对双T板构件以及其结构体系的应用与研究问题做了一些展望。
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