深圳福建兴业银行大厦搭接柱转换层的试验研究

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1、第十七届全国高层建筑结构学术会议论文2002年深圳福建兴业银行大厦“搭接柱”转换层的试验研究徐培福‘傅学怡2耿娜娜。王翠坤肖从真1陈朝晖2顾磊2杨想兵21中国建筑科学研究院2深圳大学建筑设计研究院摘要本文通过福建兴业银行大厦“搭接柱”转换层的1：5模型试验，了解“搭接柱”转换层及相邻楼层的受力特点、破坏特征，分析这种转换层的抗震性能，并提出“搭接柱”转换层的设计建议。关键词搭接柱转换层模型试验抗震性能一、试验背景和试验目的深圳福建兴业银行大厦地上28层，其中裙房2层，总高度105．6m，采用框架．核心简结构体

2、系。地上第3层、第10层、第22层为转换层。采用搭接柱作为转换构件，改变结构柱网，完成建筑立面上的扩放和缩进。工程按7度设防，二类场地土。中国建筑科学院结构所与深圳大学建筑设计研究院合作进行了1／25的模型振动台试验，研究该大厦在地震作用下的薄弱部位及整体结构的抗震性能。在已有的整体分析和振动台试验的基础上，为进一步探索“搭接柱”转换层及相邻楼层的受力特点、传力途径、裂缝分布、构件破坏情况，选取搭接柱及其上、F各一层结构，进行“搭接柱”转换层的试验研究，模型比例为1／5。目的在于研究这种转换层的抗震性能，并提

3、出相应的“搭接柱”转换层结构设计建议。二、试验概况1．模型设计1)试验模型的确定试验以福建兴业银行大厦地上第3层“搭接柱”DJZ3(C2)转换构件为主要研究对象，该大厦地上第2层、第3层、第4层部分构件平面简图见图1、图2、图3(图中未注明单位为mm)。搭接柱DJZ3附近部分构件纵剖面见图4。模型照片见图5a，纵剖示意图见图5b、5c。试验模型两侧构件截面尺寸及砼标号相同，但采用两种配筋方案：原设计的配筋方案I及调整配筋后的对比方案II。配筋方案I构件编号如图5b中左侧所示，配筋方案II构件编号如图5b右侧所

4、示。一549—第十七届全国高层建玑“⋯。f：会议论史!nn2年=刊}【=(弋之}劁1沪飞∥＼虹堕．厂工Ⅶ坳l氐—构⋯klN-5a试验模型图片一550—H目)校璺缴翮H翻4：措愤{t蜃附近向¨削山凹E面二罂习仃I蒯“蹙却T’0叮Ii艇啊]几广H5L：I—i(z一2)剖⋯示意l纠第十七届全国高层建筑结构学术会议论文2002年2)模型简体部位设计模型筒体部位设计原则是使各层楼板在简体部位边界条件与实际工程相似。简体墙片均匀布置竖向预应力钢绞线，以预压应力代替竖向荷载(试验时不另加竖向荷载)，使模型简体受力及变形与实

5、际工程中DJZ3附近筒体部位的受力及变形相似。3)模型配筋设计方案I根据实际_l二程配筋进行设计，为全丽了解搭接拄及附近构件的受力情况和破坏形态，方案II中搭接柱及其它构件设计采用“强柱弱粱”的设计概念，对方案I配筋进行调整：加强第一层枉、搭接柱和第三层梁、柱配筋；第二层粱中不配型钢，第二层梁、板均适当减少非预应力钢筋。方案I和方案II框架柱及梁、板配筋率对比分别见表1、表2(根据实测钢筋强度计算)。表1方案I和方案II框架柱配筋率对比【一层柱(％1三层柱(％)搭接柱似)纵筋}箍筋纵筋f箍筋纵筋J箍筋f方案I

6、2．545l2．205l317J2．4141．247l2．904I方案II3577I3．0873．59313．2342．527l2731表2方案I和方案II梁、楼板配筋率对比I二层梁、扳(％)三层梁(％)扳纵向筋梁纵向筋粱纵向筋I方案I2．4753992．634【方案II1．683．3l4．79l2．测点布置和加载方式在一层柱上下端、三层柱下端、梁的柱端和筒端、二层楼板、搭接柱沿第一层柱项部和三层柱底部对角线方向等部位的受力钢筋和混凝土表面贴应变片，了解这些部位在各级荷载下的受力状态、受力钢筋屈服先后顺序、裂

7、缝开展情况等。在二层楼板受力方向钢筋和混凝土表厩沿板宽均匀贴应变片，以了解沿板宽楼板受力情况。为了解模型竖向荷载作用下各层楼板水平位移大小及搭接柱转动情况，在各层楼板端侧及搭接柱下端固定位移计。实际工程中，重力荷载和地震作用下，C3、C3a柱顶同时存在轴力、弯矩和剪力，SAP2000计算分析表明，弯矩和剪力对搭接柱及其附近构件内力影响很小，试验时只在C3、C3a柱顶施加竖向荷载。加载示意图见图6。试验时逐级施加竖向荷载，位移出现较大增长后，以位移和荷载双控继续加载。一55l一第}七届全国高层建筑结构学术会议论

8、文2002年三、试验结果分析ttf“J1方案I、方案II荷载一位移关系图圈7为方案I及方案II竖向荷载一位移关系图。竖向荷载值为模型C3、C3a柱顶施加荷载，位移指搭接柱竖向位移。从方案I荷载．位移关系图可看出：荷载小于550kN时，结构基本处于弹性阶段，随荷载加大，位移成比例增加：荷载大于550kN小于1100kN时，结构处于开裂阶段，曲线斜率减小，位移增长较快；荷载超过1100kN时，位移增长加