《鋼筋混凝土板柱結構抗震設計理論與方法研究》是依託湖南大學，由易偉建擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：鋼筋混凝土板柱結構抗震設計理論與方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：易偉建
- 依託單位：湖南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
鋼筋混凝土板柱結構是倉庫、住宅、車庫、辦公樓等建築常用的結構形式之一，在建築空間和施工工藝等方面具有一定的優勢。但震害表明，板柱節點的沖切破壞構成板柱結構的薄弱環節。本項目在基於性能的結構抗震設計基本框架內，開展鋼筋混凝土板柱結構抗震性能研究。設計蝶形平面單向板和等寬度單向板以及雙向板的對比試驗，探求板柱節點沖切破壞機理，採用螺旋箍筋抵抗反覆荷載和沖切剪力，提出延性板柱節點設計方法。通過板柱節點和板柱結構的抗震試驗，提出板柱節點沖切破壞的機理模型，掌握板柱結構延性、滯回曲線和耗能能力，完善鋼筋混凝土板柱結構分析的非線性有限元方法。並以此為基礎，對鋼筋混凝土板柱-剪力牆結構抗震性能和可靠度進行深入分析，構造板柱結構抗震性能指標，為鋼筋混凝土板柱結構抗震設計提供理論支持和技術支持。
結題摘要
本項目圍繞板柱-框架結構和板柱-剪力牆結構中的板柱結構的抗震性能，開展了試驗研究與理論分析工作。主要成果如下： 1.完成22個單向板剪下破壞試驗，結果表明：柱頭的存在將提高構件的承載力，對跨中區域的裂縫發展存在約束作用，但是對最終剪下破壞面沒有影響；受剪承載力隨縱向配筋率的提高或剪跨比的減小而增加；有限元分析能夠在一定程度上解釋柱頭對受剪承載力的影響； 2.完成35箇中柱板柱節點的沖切破壞試驗，試驗結果表明：提高混凝土強度、減小沖跨比、提高縱向配筋率均對板柱節點的受沖切承載力存在有利影響；矩形柱角區域存在明顯的應力集中，而圓柱截面邊緣應變趨於均勻分布；配置整體性鋼筋能夠有效提高殘餘承載力和沖切破壞後承載力。 3.完成E、S兩個系列偏載沖切試驗和2個水平往復荷載板柱節點沖切破壞試驗，結果表明：板柱節點的受沖切承載力隨混凝土強度提高而增加，隨沖跨比增大而減小，隨縱向配筋率增大而增大；對低配筋高重剪比節點，不平衡彎矩的參與可能改變其最終的破壞形態；同等配筋條件下，重剪比增加會導致層間側移能力的大幅下降。 4.收集整理國內外樓板和基礎板受沖切破壞的試驗數據，建立鋼筋混凝土板受沖切試驗資料庫。通過回歸分析，推導了鋼筋混凝土板受沖切承載力計算公式。 5.採用MIDAS軟體對板柱-剪力牆和框架-剪力牆的結構進行有限元模擬，分析結果表明：在地震作用下，板柱-剪力牆結構的頂點位移、最大層間位移角、基底剪力均大於框架-剪力牆結構；推導了兩種考慮近場地震豎向效應的改進Pushover分析方法；構造了基於貝葉斯網路的專家系統通用原型機用於結構工程的診斷評估；基於CAPRA平台對四川地區進行了地震風險多標準模擬分析；推導了結構損傷指數模型，並根據所提出的模型對結構的損傷程度進行了易損性評估。 6.完成了7根鋼筋混凝土柱試驗，提出了基於位移的多水準能力譜設計方法，得到了柱箍筋抗剪與約束的關係，並改進了鋼筋混凝土柱壓彎剪相互作用計算方法。 7.完成了一系列高強鋼筋在往復荷載和低周疲勞下的試驗，試驗結果表明：在往復荷載下，鋼筋試驗長度與其所達到的最大應變成反比；對於承受小應變幅值往復荷載的鋼筋，其低周疲勞壽命受鏽蝕的影響程度比承受大應變幅值往復荷載的鋼筋明顯更大。
