现浇RC隔震结构施工期性能研究

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近年来,随着人们对建筑结构安全需求的提高,以及隔震体系设计理论的逐步成熟,隔震技术在世界上许多震害频发的地区得到了广泛地使用,国内外发生的多次强烈地震灾害也证实了隔震技术的优越性。隔震体系有多种形式,其中,叠层橡胶支座基础隔震是应用最广、推广最快的隔震技术。施工期是建筑结构整个生命周期中失效概率最高的阶段,因而,为了保证结构施工期安全,减少施工质量事故的发生,必须对结构施工期的性能做出研究。国内外学者对传统非隔震现浇钢筋混凝土结构施工期的受力性能做了较多研究,但由于隔震结构还比较新,与其已经比较成熟的设计理论相比,对其施工期性能的研究还未见报道。由于隔震体系中存在着刚度较小的隔震层,基础对上部结构的约束力较弱,这可能会导致其施工期受力性能与传统非隔震结构有不同之处,如若完全参照已有非隔震结构施工期理论指导隔震结构的施工,可能引起安全隐患。另一方面,近年来,在多例现浇钢筋混凝土隔震结构(特别是超长和平面不规则隔震结构)的施工过程中,出现了叠层橡胶支座产生较大非载荷侧移的现象,较大的侧移,不仅会给施工单位和甲方带来不安全感,还会影响支座在地震作用下的稳定性。针对上述问题,本文对现浇钢筋混凝土结构施工期的性能做出了研究,研究内容主要包括以下几个方面:(1)考虑了隔震层刚度较小对施工期隔震结构受力特性的影响,提出了适用于隔震结构的计算施工期板与支撑受力的简化算法(隔震结构简化算法),由于在简化算法的推导过程中将支撑假定为线弹性的,故此简化算法可用于SCS方式中板与支撑受力的计算。(2)在隔震结构简化算法的基础上,分析了模板支撑系统薄弱层对施工期隔震结构楼板与支撑受力的影响,提出了简化分析方法,并对其影响做了定性分析,分析结果表明,模板支撑系统薄弱层加大了其上楼板的受力,而减小了其下楼板的受力,与标准层楼板相比,薄弱层对隔震层楼板受力的影响更大。(3)利用SAP2000对隔震结构的SS、SCS和SRS建造过程进行了施工模拟,对比分析了隔震结构与非隔震结构在不同施工阶段的单位面积支撑平均受力,并分析了隔震结构分别利用三种施工方式时的优缺点。分析结果表明:隔震结构施工过程中,隔震层支撑受力最大,因而,必须加强隔震层支撑;隔震层顶板对其上部支撑受力有卸载作用,会使其上层楼板的受力增大;与其它两种方式相比,SCS方式是一种安全经济的施工方式。(4)通过对现浇钢筋混凝土隔震结构的施工过程进行模拟,系统研究了温度、混凝土收缩、结构体量、结构塔楼划分、结构平面形式以及后浇带设置等非载荷因素对隔震结构施工期叠层橡胶支座非载荷侧移的影响。结果表明,结构的温差效应是引起支座非载荷侧移的主要原因,侧移值的大小与结构的平面尺寸密切相关,温差效应引起的侧移具有可恢复性;混凝土自身收缩引起的侧移值较小,但具有不可恢复性;纵筋全部断开的后浇带设置方式,能有效降低支座的非载荷侧移。
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