不同连接方式的预制空心板抗连续倒塌性能静载试验研究

作     者：张保证 

作者单位：湖南大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周云;朱正荣

授予年度：2022年

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 08[工学] 081402[工学-结构工程] 0814[工学-土木工程] 

主      题：预制板-横墙结构 连续倒塌 拆除构件法 有限元分析 等效动力分析 

摘      要：以预制空心板为楼面板的砖砌体结构(以下简称为预制板-横墙结构)是一种施工方便、经济环保、造价低廉的建筑形式,在我国具有量大面广的特点,其未来的发展前景在乡镇地区仍十分广阔。但值得注意的是,这种结构体系在遭遇偶然荷载,如煤气爆炸等时,由于预制板之间的连接十分薄弱,极易发生连续倒塌破坏。因此,设计合理有效的连接方式,以确保在竖向承重构件失效后板与板之间仍能形成有效的拉结,从而避免结构的连续倒塌具有重要的意义。本文设计并试验了5种预制板端部连接方式,对其承载能力、极限位移和破坏模式进行了详细分析。通过有限元的方法对试验结果进行了模拟,分析了钢筋强度、连接件数量和预制板跨度对构件承载力的影响。最后分析了各个试件的耗能能力和等效动力承载力。具体研究内容如下:(1)基于拉结构件法,从预制板之间连接的承载力和延性需求出发,设计了5种预制板端部连接方式,并提取竖向承重墙失效后的预制板-横墙结构的一部分作为试验研究对象,通过拟静力试验研究其抗连续倒塌能力,为后续的试验结果分析和有限元模拟做准备。(2)分析了五个试件的抗连续倒塌试验结果,计算了加载装置的横向约束刚度。对试验过程中的主要试验现象和受力性能进行了分析,总结出了主要的荷载转换机制。对比了各个试件的承载力和延性,评价了其抗连续倒塌能力的优劣。(3)利用有限元模型较准确地模拟了使用不同端部连接后的预制空心板的受力性能,深化了对预制板-横墙结构承载机制的认识。研究了钢筋强度、连接件数量和预制板跨度对结构受力性能的影响。(4)基于能量平衡的角度,评估了5个试件的耗能能力,之后使用能力曲线法计算了试件的等效动力承载力,进一步评估结构的抗连续倒塌能力。最后基于平截面假定和力的平衡计算了构件在负弯矩下的开裂弯矩,并对构件破坏时的承载力组成进行了分析。