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《新型梁柱_板柱组合结构_住宅_体系的抗震性能分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第31卷第6期东南大学学报(自然科学版)Vol131No162001年11月JOURNALOFSOUTHEASTUNIVERSITY(NaturalScienceEdition)Nov.2001新型梁柱板柱组合结构(住宅)体系的抗震性能分析许巍梁书亭蒋永生(东南大学土木工程学院,南京210096)摘要:本文采用SATWE结构分析软件对该体系不同类型结构方案的抗震性能进行了对比,探讨了该结构的动力特性和地震反应,对比了不同的剪力墙设置方案.研究表明,该体系的抗震性能介于框架结构和板柱结构之间,未设置剪力墙的该体系可用于设防烈度为7度的多层结构,添加剪力墙后可用于8度区的小高层建筑.通过2
2、个1∶15的对比模型的振动台试验,对该体系的抗震性能进行了进一步的分析与验证.关键词:梁柱板柱;组合结构;抗震性能;振动台试验+中图分类号:TU398.1文献标识码:A文章编号:1001-0505(2001)0620009205在知识经济时代“,以人为本”成为住宅设计的核心理念.大力推广可持续发展的住宅,即主体结构不[1]变而每户内隔墙可改变的大空间住宅已成为共识.开发商提出“公建部分不要墙,住宅部分不要梁”的要求,使结构工程师面临着工程实践和时代发展提出的新课题.针对以上问题,本课题组提出了“新型梁柱[2]板柱组合结构(住宅)体系”方案:底部采用梁柱框架结构,上部住宅部分采用无柱帽的
3、板柱结构.其优点主要有:①兼顾多种使用功能,可以满足下部多功能商用,上部现代住宅大开间,灵活隔断的功能要求,符合“可持续发展”的思路;②降低层高,与框架同高度时可增加层数(10∶11),经济效益显著;③可采用新材料、新工艺并与墙体改革相结合,获得显著的社会效益.[3～5]在设计理论和方法上,国内外一些学者对纯板柱结构的设计方法开展了试验研究和理论分析.围绕本课题,本课题组谢晓健博士和许清风博士分别对板柱结构等代框架的计算和板柱节点的计算与设计[6,7]进行了深入研究与探讨.本文针对新型梁柱板柱组合结构体系的不同方案,着重探讨该结构体系的动力特性和地震反应.1软件选用与算例选取在各类分析
4、软件中,SATWE对剪力墙和楼板取连续体墙元模型,模型化误差小、分析精度高.本文采用该软件进行相关算例分析,地震波分别选用TAF波、EL2Centro波和上海波,对应的地震基本烈度为7度,地震反应为SRSS法(平方和的平方根法)计算结果.算例共18个,以结构转换层位置,是否设置剪力墙,墙体布置和总层数等作为研究参数,分为4组,如表1所示.结构简图和剪力墙设置方案如图1和图2所示.收稿日期:2001206212.作者简介:许巍,男,1975年生,硕士.基金项目:国家自然科学基金资助项目(5987013).10东南大学学报(自然科学版)第31卷表1算例分组表算例分组总层数梁柱结构层数板柱结
5、构层数有无剪力墙A00012A02210A0448A12—A0666A0884A12120B0886B10108B2—B121210B141412C0886选用第1种C10108C2剪力墙C121210设置方案C141412D0886选用第2种D10108D2剪力墙D121210设置方案D141412图2梁柱板柱组合结构体系算例的剪力墙布置方案2算例分析与结论2.1结构形式转换位置对抗震性能的影响由图3所示的A组算例计算结果可得出如下结论:1)总层数不变,随着框架层数的增多,结构的层间位移逐步减小,纯框架结构的顶点位移仅为纯板柱结构的51.5%.2)梁柱板柱组合结构的层间位移的性状介于
6、纯框架结构和纯板柱结构之间.其中,梁柱结构部分与纯框架结构等同,而上部结构形式转换后经过2～3个楼层层间位移便趋近于纯板柱结构,其过渡的快慢与竖向刚度的不连续程度有关.梁柱结构对板柱结构刚度的有效影响大约仅限于3层.图3算例A计算结果示意图第6期许巍等:新型梁柱板柱组合结构(住宅)体系的抗震性能分析112.2结构总层数对结构抗震性能的影响由图4中的分析结果可知:1)在梁柱层不变的前提下(皆为2层),随着总层数的增多,每层结构位移和层间位移不断增大,当结构超过10层左右后,部分楼层已不能满足规范的层间位移限值.2)随着总层数的增多,每层分担的层间地震作用小幅减小.图4算例B计算结果示意图
7、2.3剪力墙的设置及其位置对抗震性能的影响算例B,C和D分别求算了不同结构方案的结构反应对比,如图5所示.可得出如下结论:1)在原有结构体系中添加剪力墙后,结构刚度骤增,层间位移和总位移明显减小,位移曲线由剪切型向弯曲型过渡,抗震性能明显提高.层间地震作用也明显增大,结构顶部的放大作用更加突出.2)对于未设置剪力墙的结构体系,结构层间位移最大值出现在结构的中部和转换层附近;而添加适量剪力墙后,层间位移分布较为均匀.对各组算例的内力分析结果的比较
