錯(cuò)層板柱結(jié)構(gòu)體系的抗震分析與研究.pdf

1、隨著城市用地的日趨緊張和城市汽車數(shù)量的急劇增加，停車問(wèn)題已成為一個(gè)現(xiàn)代化城市所必須解決的課題。板柱結(jié)構(gòu)可以有效降低層高和增大使用空間，將其應(yīng)用于停車庫(kù)這一類活荷載較大并且需要大面積使用空間的結(jié)構(gòu)中經(jīng)濟(jì)效益較為明顯；而錯(cuò)層結(jié)構(gòu)具有合理利用停車空間的優(yōu)點(diǎn)，因此將“錯(cuò)層”和“板術(shù)”兩者相結(jié)合運(yùn)用于停車庫(kù)建筑，既提高了用地效率，節(jié)約工程造價(jià)，又壓縮了層高，充分發(fā)揮厚板的承載能力，可以達(dá)到良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。目前，錯(cuò)層板柱結(jié)構(gòu)作為一種新型的

2、結(jié)構(gòu)體系，其抗震性能的研究還處在起步階段，尤其是對(duì)其體系的抗震性能缺乏深入、全面的研究。 本文首先分析介紹了板柱結(jié)構(gòu)和錯(cuò)層結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀，并對(duì)錯(cuò)層板柱結(jié)構(gòu)的研究和發(fā)展?fàn)顩r特別是錯(cuò)層板柱結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的研究概況作了簡(jiǎn)要的介紹。 然后，通過(guò)有限元軟件ANSYS對(duì)錯(cuò)層板柱結(jié)構(gòu)體系和普通板柱結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行了時(shí)程分析。首先介紹了時(shí)程分析方法的基本理論及有限元時(shí)程分析采用的計(jì)算方法-Newmark-β法，并對(duì)有限元分析的力學(xué)分析模型進(jìn)行了分

3、析。然后選用了四種代表不同場(chǎng)地類別的地震波，分別對(duì)兩種結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行了多遇地震作用下的彈性地震反應(yīng)分析和罕遇地震作用下的彈塑性地震反應(yīng)分析。分析認(rèn)為在地震作用下，錯(cuò)層板柱結(jié)構(gòu)由于錯(cuò)層的存在，其樓層各柱的位移非常不協(xié)調(diào)，對(duì)結(jié)構(gòu)抗震極為不利。錯(cuò)層板柱結(jié)構(gòu)錯(cuò)層柱的剪力普遍要比普通板柱結(jié)構(gòu)大，其中體系長(zhǎng)軸方向(X向)和短軸方向(Y向)分別要大40％和60％以上，而且與普通板柱結(jié)構(gòu)不同的是，結(jié)構(gòu)柱的最大剪力不是出現(xiàn)在底層，而是出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的第一錯(cuò)層柱

4、位置。錯(cuò)層板柱結(jié)構(gòu)在X向的層間位移普遍大于普通板柱結(jié)構(gòu)，特別是底部?jī)蓪?，同時(shí)錯(cuò)層板柱結(jié)構(gòu)的最大層間位移出現(xiàn)在第三層。說(shuō)明對(duì)于錯(cuò)層板柱結(jié)構(gòu)，底部三層的層間位移的控制是結(jié)構(gòu)抗震的重點(diǎn)之處。 在此基礎(chǔ)上，本文提出了三種不同的抗震措施，分別是底部連通、頂部連通和加剪力墻，并用有限元軟件ANSYS對(duì)這三種結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行了時(shí)程分析。分析認(rèn)為對(duì)錯(cuò)層板柱結(jié)構(gòu)加剪力墻是解決結(jié)構(gòu)抗震性能差的最有利的方法，其中位移下降15％以上，剪力下降40％以上。同

5、時(shí)采取頂部連通的方法也對(duì)結(jié)構(gòu)抗震性能有一定的幫助作用。但對(duì)于加剪力墻后，結(jié)構(gòu)體系的薄弱位置和柱最大剪力位置都有上移，這點(diǎn)要引起注意。而底部連通體系對(duì)錯(cuò)層板柱結(jié)構(gòu)的抗震性能影響不大。 本文最后運(yùn)用有限元軟件SAP2000對(duì)錯(cuò)層板柱結(jié)構(gòu)體系進(jìn)行靜力彈塑性Push-over分析。分析認(rèn)為結(jié)構(gòu)柱子過(guò)早地出現(xiàn)了塑性鉸，特別是錯(cuò)層柱出現(xiàn)的塑性鉸最早。說(shuō)明錯(cuò)層的存在對(duì)結(jié)構(gòu)的抗震性能，特別是柱的影響是非常大的。同時(shí)對(duì)采取三種不同抗震措施的錯(cuò)層板