采用新型配筋方案的小跨高比洞口连梁的试验研究及设计方法

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联肢剪力墙或联肢核心筒壁是钢筋混凝土高层建筑中抗侧向力体系的主要构件。其中连接各墙肢的洞口连梁不仅通过其跨高比影响联肢剪力墙的侧向刚度和墙肢的弯距-轴力比以及弯距-剪力比,而且是联肢剪力墙在强震作用下的第一线塑性耗能构件,它对联肢墙的抗震性能起着关键的控制作用。根据工程需要,常会在设计中采用小跨高比洞口连梁。国内外的试验研究结果表明,对这类连梁若再用常规框架梁的抗震设计方法进行设计,已无法避免其过早发生剪切破坏,从而无法满足对它的延性要求。为此国内外近年来均在探讨联肢墙小跨高比连梁改善抗震性能,特别是改善抗震抗剪性能的有效设计方法。我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)虽然提出了通过严格控制普通配筋小跨高比洞口连梁的剪压比和增大其抗剪箍筋的现行做法,但这一方案仍因其剪压比控制条件过严和可能达到的位移延性偏小而有待改进。 为此本论文作者所在研究组自1999年开始提出了一种小跨高比连梁的新配筋方案,即在传统配筋基础上加设对角斜筋和上、下两组“L”形筋(菱形筋)的方案,并已通过20余个足尺试件的抗震性能试验证明了这一方案的良好抗震性能和工程适用性。 为了进一步完善此项研究工作,本论文的主要研究任务集中于以下三个方面: ①完成5~6根跨高比为2.0~2.5的足尺洞口连梁的低周交变加载试验。其中主要考察: 1)新配筋方案连梁在这类跨高比范围内的抗震性能; 2)跨高比为2.5的不同剪压比的传统配筋连梁实际能够达到的抗震性能。 ②完成对此前已经试验的全部新配筋方案小跨高比洞口连梁试件试验结果的分析整理和初步综合评价; ③在研究组讨论的基础上提出新配筋方案小跨高比洞口连梁的较为完整的设计初步建议。 第一项试验研究工作证明:1)跨高比为2.5的普通配筋连梁当剪压比处在0.13~0.18的范围内时,其抗震延性仍只能达到2.0~3.9,因此仍不能稳定达到一级抗震等级联肢墙洞口连梁可能需要的不低于4.0的位移延性,故抗震性能仍不能令人满意;2)新配筋方案连梁在跨高比为2.0~2.5时仍然具有良好的抗震性能(位移延性达到4.6~6.2)和良好的施工可操作性。 通过第二项和第三项研究工作对本论文作者所在研究集体至今完成的这个项目的研究工作作了归纳、整理、总结,为本研究项目的结题提供了初步的结论性参考意见和具体建议。
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