錯層板柱結構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量的急劇增加，停車問題已成為一個現代化城市所必須解決的課題。板柱結構可以有效降低層高和增大使用空間，將其應用于停車庫這一類活荷載較大并且需要大面積使用空間的結構中經濟效益較為明顯；而錯層結構具有合理利用停車空間的優(yōu)點，因此將“錯層”和“板術”兩者相結合運用于停車庫建筑，既提高了用地效率，節(jié)約工程造價，又壓縮了層高，充分發(fā)揮厚板的承載能力，可以達到良好的經濟效益和社會效益。目前，錯層板柱結構作為一種新型的

2、結構體系，其抗震性能的研究還處在起步階段，尤其是對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構和錯層結構的研究現狀，并對錯層板柱結構的研究和發(fā)展狀況特別是錯層板柱結構節(jié)點的研究概況作了簡要的介紹。 然后，通過有限元軟件ANSYS對錯層板柱結構體系和普通板柱結構體系進行了時程分析。首先介紹了時程分析方法的基本理論及有限元時程分析采用的計算方法-Newmark-β法，并對有限元分析的力學分析模型進行了分

3、析。然后選用了四種代表不同場地類別的地震波，分別對兩種結構體系進行了多遇地震作用下的彈性地震反應分析和罕遇地震作用下的彈塑性地震反應分析。分析認為在地震作用下，錯層板柱結構由于錯層的存在，其樓層各柱的位移非常不協(xié)調，對結構抗震極為不利。錯層板柱結構錯層柱的剪力普遍要比普通板柱結構大，其中體系長軸方向(X向)和短軸方向(Y向)分別要大40％和60％以上，而且與普通板柱結構不同的是，結構柱的最大剪力不是出現在底層，而是出現在結構的第一錯層柱

4、位置。錯層板柱結構在X向的層間位移普遍大于普通板柱結構，特別是底部兩層，同時錯層板柱結構的最大層間位移出現在第三層。說明對于錯層板柱結構，底部三層的層間位移的控制是結構抗震的重點之處。 在此基礎上，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對這三種結構體系進行了時程分析。分析認為對錯層板柱結構加剪力墻是解決結構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、時采取頂部連通的方法也對結構抗震性能有一定的幫助作用。但對于加剪力墻后，結構體系的薄弱位置和柱最大剪力位置都有上移，這點要引起注意。而底部連通體系對錯層板柱結構的抗震性能影響不大。 本文最后運用有限元軟件SAP2000對錯層板柱結構體系進行靜力彈塑性Push-over分析。分析認為結構柱子過早地出現了塑性鉸，特別是錯層柱出現的塑性鉸最早。說明錯層的存在對結構的抗震性能，特別是柱的影響是非常大的。同時對采取三種不同抗震措施的錯層板