节点设置预应力钢筋的板柱结构抗震性能研究

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1、节点设置预应力钢筋的板柱结构抗震性能研究SeismicPerformanceofSlab-columnStructurePrestressedSteelBarinTheNodeSet作者姓名：杜青专业名称：结构工程指导教师：朱珊副教授学位类别：工学硕士答辩日期：2015年5月30日摘要摘要在板柱结构中设置预应力钢筋是建筑结构中经常采用的一种建筑结构形式，这可以增强板柱结构节点的强度，减轻其在地震作用下的各种破坏。本文根据相关的试验研究，从整个板柱结构的角度出发进行数值模拟，更接近实际的得出地震作用下板柱结点的各种性能数据，对设置预应

2、力钢筋、弯起钢筋的板柱结构的抗震性能进行数值模拟研究。板柱结构模型抗震设防烈度是7度，Ⅱ类场地，第1设计地震分组，纵横向为3层3跨的、6层3跨板柱结构，通过有限元软件ABAQUS进行研究内容如下：（1）对各模型进行反应谱分析，通过反应谱分析对各模型的自振周期进行对比，发现设置弯起钢筋和预应力钢筋的板柱结构自振周期相对减少，说明其刚度在一定程度上增加，但根据其较小的增幅可知，对整体板柱结构而言，结构的刚度相差是不大的。对各模型楼层的绝对位移和最大应力值比较，设置弯起钢筋和预应力钢筋后，绝对位移和最大应力值都相对减少，但是效果不大。（2

3、）对各模型进行非线性时程分析，研究不同板柱结构的位移时程和加速度时程曲线，研究板柱节点混凝土的应力、应变、拉伤及压伤的对比云图。各模型的时程曲线没有明显的差异，板柱节点设置预应力钢筋和弯起钢筋后，并不会有效增强结构整体的鲁棒性；各模型的南北方向的加速度时程曲线没有明显的差异，加速度最大值发生的时刻基本没有变化，但是板柱节点设置预应力钢筋和弯起钢筋的结构，节点得到相对加强导致不同模型的竖向的加速度小峰值处发生了峰值不同或者峰值滞后的情况。板柱节点设置预应力钢筋比设置弯起钢筋更有效的减少了板柱节点混凝土的应变和损伤。（3）通过非线性时程

4、分析得出的结果，分析不同模型板柱结构的能量变化曲线，板柱结构的粘弹性耗能基本差别不大，而其非弹性耗散能的差别较大，各模型在地震波影响最强时刻都开始出现非弹性耗散能，其中普通板柱和设置弯起钢筋的板柱结构的非弹性耗散能的作用效果都是相对较差的。板柱节点设置预应力钢筋后，其非弹性耗散能明显降低，可见其板柱结构的塑性变形较少，结构的整体性更强，抗震效果更好。关键字：板柱结构，反应谱分析，数值模拟，非线性时程分析，ABAQUSIAbstractAbstractThatsetprestressedsteelintheslab-columnstr

5、uctureisfrequentlyusedinconstructionofabuildingstructureform,itcanenhancethestrengthofslab-columnstructurenodes,reducethevariousdamageunderseismicaction.Onthebasisofthepreviousexperimentalstudy,itisclosertogettheactualseismicactionwhichincludescolumnjointsofperformance

6、datafromanumericalsimulationofthewholeslab-columnstructure.Thesettheprestressed,bendingsteelplatecolumnstructurewasstudiedonnumericalsimulationofseismicperformance.Slab-columnstructuremodelofseismicfortificationintensityof7degrees,Ⅱ,sitedesignearthquakegroup1,verticala

7、ndhorizontalto3layer3across,6,3acrosstheslab-columnstructure,throughthefiniteelementsoftwareABAQUSresearchcontentisasfollows:(1)Responsespectrumanalysiswasonthemodel,itwasfoundthatatthebarandprestressedslab-columnstructureisrelativelylessnaturalvibrationperiodthroughth

8、eresponsespectrumanalysis,comparingthenaturalcycleofeverymodelsetbendingitsstiffnessincreasestoacertainextent,butacco