带腑撑大跨度预应力(钢筋)混凝土框架结构试验研究

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带腋撑预应力(钢筋)混凝土框架结构是一种新的结构形式,它除了具有常规预应力(钢筋)混凝土框架结构的优点之外,还有以下几个突出的特点:1)腋撑的设置改变了常规的钢筋混凝土框架结构的受力模式,有效地提高了结构的承载力和刚度;2)腋撑的设置减小了大跨度框架梁的跨度,从而梁内力减少,截面尺寸和配筋也可以减少,同时梁的挠度和裂缝宽度更容易满足。因此,带腋撑预应力(钢筋)混凝土框架结构具有广阔的应用前景,但目前尚未有关于带腋撑混凝土框架的受力特性和抗震性能的研究。 为了研究该新型带腋撑预应力(钢筋)框架结构的受力性能和抗震性能,本文进行了3个试件(由钢筋混凝土柱和腋撑、部分预应力混凝土梁组成)在竖向荷载和水平反复荷载作用下的试验,并通过参数分析对其抗震性能进行了分析,主要工作如下: (1)进行该新型框架结构的模型试件在竖向荷载和水平反复荷载作用下的试验研究,获取了试件在荷载作用下受力的基本数据。对数据进行整理和分析,详细描述各试件的试验现象,总结各试件的破坏形态,分析各试件的荷载-位移曲线和钢筋的应变规律。 (2)利用有限元分析软件ABAQUS,建立了有限元模型,对试件进行非线性有限元分析,探讨该新型结构在竖向荷载和水平荷载下的受力特点,并与试验结果进行对比。然后利用已建立的有限元模型通过参数分析来进一步研究其抗震性能。 通过试验研究和理论分析可得,带腋撑预应力(钢筋)混凝土框架结构在竖向和水平荷载作用下,其梁上的不利截面位于梁腋撑连接处和梁跨中;柱上的不利截面位于柱腋撑连接处和柱底;梁端、柱顶和节点区的纵筋及箍筋应力均相对较小。这表明节点受力性能得到改善,易满足“强节点”要求。同时,该结构具有较好变形能力,延性良好,可以满足抗震要求。 限于现实条件的限制,本文只是对带腋撑预应力(钢筋)混凝土框架结构的受力特性和抗震性能进行了初步的探讨,为了更全面地了解该结构的力学机理和抗震性能,尚需要进一步深入地开展研究。
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