型钢混凝土梁式转换框架结构的试验和理论研究

【摘要】：型钢混凝土转换框架结构是一种新型的结构形式,国内外学者对它的受力特性进行了一定的试验研究和理论探索。本文在型钢混凝土框架结构研究成果的基础上,通过型钢混凝土转换框架结构拟静力试验和带型钢混凝土转换层建筑结构的整体模型振动台试验研究,结合有限元理论计算分析,对地震作用下型钢混凝土转换框架结构本身以及在整体结构中的抗震性能问题进行了深入研究;本文同时通过现场实测,结合理论计算分析,对型钢混凝土转换大梁在施工阶段受力特性和徐变、收缩变形进行了研究。 本文的主要工作是研究型钢混凝土梁式转换框架结构的受力性能问题,为此,从以下四个方面:① 转换框架结构的拟静力试验、整体结构的模拟地震振动台试验和施工现场实测;② 静力弹塑性(Push-over)分析;③ 型钢混凝土转换框架节点的试验研究与理论分析;④ 施工阶段转换大梁的徐变、收缩特性的研究,展开了对课题的研究。 在拟静力试验和振动台试验中,模拟地震作用,完成了模型结构的滞回特性、耗能性能以及破坏机理的试验研究;在实测中,考察了施工阶段转换大梁和转换托柱受力和变形的特性的。研究表明,型钢混凝土转换框架结构滞回曲线饱满,整体抗侧刚度很大,能够满足抗震要求;型钢混凝土转换框架与上部普通框架相接楼层处和转换框架柱是结构抗震的薄弱环节。 通过对静力弹塑性(Push-over)分析,揭示了转换结构产生塑性铰的顺序和机制,能力谱法进一步明确评估了带型钢混凝土转换层框架-剪力墙结构的抗震能力。 在对转换节点试验和理论分析中,揭示了转换框架节点在地震作用下的动力特性。本文同时基于“节点斜压杆”理论,提出了节点抗剪承载力计算模型。 在施工阶段实测与理论分析中,本文基于龄期调整有效模量法理论,研究了型钢混凝土转换大梁施工阶段多步加载下的挠度变化规律,表明,在主体工程完工期间,徐变与收缩对转换大梁变形的影响是不容忽视。