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新型钢丝网架混凝土房屋结构振动台试验研究

康佳玲  
【摘要】:新型钢丝网架混凝土房屋结构是一种集保温、隔热、承重于一体的节能型组合结构,在该结构中,夹芯钢丝网架混凝土墙作为主要承重构件,嵌入冷弯薄壁方钢管,再与混凝土构造柱和圈梁浇筑为整体。与传统砌体结构相比,其结构整体性能更好,抗震性能更优,且建筑耗能更低,自重较轻,成本经济,尤其适用于多层住宅建筑,具有广阔的发展空间。本文对该新型组合结构的抗震性能进行了研究,具体过程包括:对一个缩尺比例为1:3的三层整体结构进行了地震模拟振动台实验;测试结构的动力特性,对结构的破坏过程及破坏状态进行观察与分析;研究结构在遭受不同设防地震作用下的结构动力反应,揭示结构的薄弱部位以及可能的破坏模式;然后,依据现行抗震设计规范,以层间位移角作为抗震性能评价指标,对该结构的抗震性能作出综合评价。通过上述研究,得到如下主要结论:原型结构初始前三阶频率为5.01 Hz、10.04 Hz、19.54 Hz,模型刚度较大,频率分布较为稀疏。9度罕遇地震作用以后,结构的前三阶频率只有初始频率的58.8%、57.6%、59.3%;从模型破坏表现来看,相对于二层、三层部位,结构首层破坏较为严重。同时,在首层墙体中,开洞率为32.2%的墙体比开洞率为21.4%的墙体破坏现象严重,破坏集中在洞口边角部位;冷弯薄壁方钢管和混凝土构造柱延缓了裂缝的发展与贯通,结构的延性和抗震性能显著提高;从结构的动力反应来看,在初始阶段,如7度罕遇地震作用及以前,结构在兰州波作用下反应最大,随着地震作用的增大,结构塑性程度加深,周期变大,结构在Taft波作用下反应最大,说明结构地震反应与地震动的频谱特性密切相关;以层间位移角作为结构性能水准评判依据,对结构的抗震性能进行评价,该结构满足“小震不坏,中震可修,大震不倒的三水准抗震设防目标;按照7度设防烈度设计的结构,各楼层剪力在8度、9度地震作用时均能满足规范要求,说明结构具有较高的安全储备,抗震性能较好,适用区域广泛。


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