多层住宅新型复合结构的理论分析及研究

∞ ∞ ３ 刚度退 化 ． ３ ０ 作用 钢 筋混 凝 土试 件 在 反 复 荷载０ ０ 下 ， 随 着 循环 次数 和位移 的不断 增加 ３ 支撑纵 筋 ，在 ∞ 屈 服后 ， 件 的强 度和 刚度 将不 断地 退化 ， 试 表 ２ 出了试 件 实测 特 征阶 段三 次 反复 循环 后 列 刚 度的 降低 幅度 。其 中 ， 刚Байду номын сангаас ｃ ；
原砌体 结构 。
１ ． 型 复合结 构的特 点如 下 ２新 １ ． 合 结 构体 系 的抗 侧 刚度 和 动 力 ． １复 ２ 性能优 于一 般框架 结构 。由 已进 行 的大量 计 算结果 表 明 ，增加 支撑 对提 高结 构 的频率 即 抗侧 刚度作 用非 常明 ， 随支 撑截 面增 大 ， 且 频率成 线性 增加 。 １ ． 由于 是 柱 、 ．２ ２ 梁结 构 ， 以 自南 的分 可 隔室 内空 间 ，不仅 使建 筑平 面布 置更 适用 和 多样化 ， 还可 使建筑 空 间体 型变 化 、 分高 效 充 利用空 间 。 １ ＿ 新型 复合结 构体 系 中 的梁 、 截 面 －３ ２ 柱 较小 ， 以 自重 小 ， 震力小 。 所 地 １ ． 新 型 复合 结 构 体 系 周护 墙 体 可采 ．４ ２ 试 加 载 ＦＯ，ｋ Ｏ， ３ Ｎ， 。 柱 上 ：７ ： ３ Ｎ， 一 ｋ ０ ２ 用新型 的轻质 墙体 材料 （ 可采 用 粉煤 灰多孔 ｋ 梁上 ：ｋ 柱 ５ Ｎ：梁上 ：ｋ Ｎ， ４ Ｎ； ４ｋ ， ８ Ｎ。 轻质隔墙 板 ， 材料 ６％以上 为粉 煤灰 ， 原 ０ 具有 正 式加载 Ｆ： 力学性 能好 、 量轻 、 水 、 质 耐 阻燃 、 隔音 、 保温 、 可锯 、 钊 、 可 安装 方便 等优点 ） 大大 的促 进 了 。 建筑墙 体 的改革 ，保护 耕地 ，彻底 取代 黏 土 【 Ｊ ０ ０ Ｎ…０ ４ ，３ ｋ ３ｋ ０ Ｎ，０ ０ Ｎ・０ ３ ｋ ，０ 豆 挥 开震 ） ・３ ｋ ， ０Ｎ （ ‘ 砖， 符合 可持续 发展要 求 。 （） ０ ０ Ｎ…０ ，４ ｋ ４ｋ ０ Ｎ，０ ０ Ｎ…０ ．４ｋ ４ ｋ ，０粱 跨 中开 裂） ０Ｎ （ （ ） ０． ５ ｋＮ ． ０， － ５ ｋＮ 。 ０． ６ ｋＮ … ０ ６ ０ ０ ０ ６０ ． ０ ｋＮ １ ． 采用较 小 的梁 、柱截 面及 配 筋 ， ．５ ２ 因 （ ） ０， ６ ｋＮ … ０ ７ ４ ６ ｋＮ ， ０． ６ ｋＮ ， ０． － ６４ Ｎ ． ０ ４ ４ ｋ ｌ 此 可降低 整个 结构 ．程部分 的造 价 。 Ｉ ＝ ｆ ） ０ｔ ０ ８ ８ ｋＮ ， Ｏ， － ８０ Ｎ ， ０ ８０ ， ０ － ８ Ｎ ． Ｏ ｋ ｔ ｋＮ ｔ Ｏｋ （９ ０，９０ ） ｋＮ － ０， 一 ９ Ｎ ｔ ０ｋ ０， ９０ Ｎ － ０， － ９ Ｎ ． ０ｌ ｋ ０ｋ ２复合 结构 在低 周反 复荷 载试 验下 的试 （１ ） ０． １ Ｏ ０ Ｏ ｋＮ 一 ０ １ ｋＮ ． １ ０ 一 ００ ０。 ０ ｋＮ ０ １ ｋ 。 ００ Ｎ ０： 件设 计及计 算 （ １ ０－１０ Ｎ一 １） １ｋ ０ １ ０ Ｎ，，１ ０ Ｎ，， 一ｌ ０Ｎ， （ １ｋ ０ １ｋ ０ ｌ ｋ Ｏ 支掉 受 拉或 受 压屈 服 ） 加 载位 移 ４ ： ２１试验 目的及试验 方案设 计 ． ２． ． １试验 目的 ： 验 目的是 研究 新 型复 （ ）０，△，０， Ａ ， Ａ ０， △’ ０｝ ， ・ Ａ， ０； １ 试 １ ， 一 ０； ， 一 ， ０一 ， ０ Ａ ０２ ０ 一 Ａ ０； ， 一 ０ 合 结构 体 系在 反 复荷 载 作用 下 的 抗震 性 能 。 （ ） ，２Ａ ， ，一 ２ ， ； Ａ，， ， ２ ， ２Ａ， ０， ２Ａ，， 。 ２０ ２３ Ｐ Ｍ 计 算 ． ＫＰ 通过 反复水 平荷 载作 用 下的 试验 ，对复 合结 构 的受力性 能 、 坏形 态 、 移 延性 和抗 震能 破 位 由竖 向荷 载一定 ，不 同水 平荷 载作 用下 力进 行研究 探讨 ，从 而揭示 复 合结 构体 系 的 Ｐ Ｐ Ｋ Ｍ计 算 内力 图 ，计 算 出开 裂 荷 载 Ｆ ２ ． ＝７ １作 机理 。通过 试验研 究 复合 结构 体系 的破 ６ Ｎ及屈服 荷载 Ｆ ９ ｋ 。 ＝ ｋ 一 ８Ｎ 坏形 态 、 能 机制 ， 和 计算 结 果 比较 ， 耗 并 以验 ３ 复合 结构 在低 周反 复荷 载作 用下 的试 证计 算方法 ，为该 结 构 的工 程 应用 提供 重要 验研究 的参 考依据 。 ３１试 件的破坏 机构 ． ２Ｉ 试件 设计 ： 次试 验 采用 Ｉ２ 尺 ．． ２ 本 ：缩 随着 反 复荷载 的增加 ，首先 支撑 受拉 钢 模 型 （ 型 梁 柱 截 面 ２ ０ ｍ ２ ０ ｍ，支 撑 筋 屈服彤 成塑 性铰 ， 而在 粱 的中 间支座 （ 原 ５ｍ Ｘ ５ｍ 继 支 １０ ２ ｍｍＸ１ ０ ｍ， 度 ４２ 高 度 ２９ ， 柱 撑 上部 ） ２ｒ 跨 ａ ．ｍ， ．ｍ）梁 形成 塑性 铰 ， 后柱 的端 部 （ 最 上部 ） 也 混凝 土保护层 厚 ２ ｍ 支撑 为 １ｒ ０ ｍ， ５ ｍ。 ａ 形 成塑性 铰 ， 结构 破坏 。因此 ， 复合结 构 的破 ２１ ．３钢 筋 及 混凝 土 强 度 ：混 凝 土 采 用 坏 机构 为“ 撑梁 柱形成 塑性 铰 ” ． 支 的混 合破 坏 Ｃ０ ，１ ３ 级 （ ４钢筋 采用 Ｈ Ｂ ３ ｐ Ｒ ３５级（ 级）其 他 机 构 ， Ｉ ； Ｉ 即结构 有多道抗 震 防线 。 钢筋均 为 Ｈ Ｂ ３（ 级 ）制作试 验构 件时 ， Ｐ ２ ５Ｉ 。 预 ３ ． 性系 数 （ １ ２延 表 ）
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８６ ． ６
将 试件 屈服 时 和达 到最 大荷 载时 的刚 度 和初 始刚 度进 行 比较 ，得 ２ ． ３ ０ １０ ８ ８ ／ ｘ ０ ％一 ６ ４ ． Ｏ ，． ６６ ｘ ０ ％ ＝ ４ ４ 。可 以看 出 ， ８ ５ ８ ６ ／０ １ ０ ｌ． ３ 试 件从 初始 到支 撑屈 服 ， 刚度 显著 下降 ， 至最 大 荷 载进一 步下 降 ，说 明支撑 刚度 对提 高结 构 的整 体刚 度有 着明显 作用 。 ３ 试 验值 和计算 值 的 比较 ． ５ 开 裂荷载 ： 计算 值／ 试验 值一 ７ ／ ＝．。 ２．２ １ ６５ １ 屈 服荷载 ： 计算 值腻 验 值＝ ８１０ ０ ９ ９／１—． 。 ８ 由 比较 结果 可 以看 出 ，用 Ｐ Ｐ Ｋ Ｍ计算 的 结 果 和试验 值 比较 吻合 ，可 以用 Ｐ Ｐ 软件 ＫＭ 进 行计算 。 ４结 论 在 最初 的 弹性加 载过 程 中 ，试 件 冈度退 化 不 大 ，进 入 弹塑性 阶段 ，尤 其是 支撑 屈服 后， 位移 控制反 复加 载 ， 试件 刚度 退化 非常 明 显。 由试 件 的刚度 退化过 程可 以看 出 ， 支撑 刚 度对 提高 结构 的整 体抗 侧移 刚度 有着 明显 作 用 。试件延 性系 数为 ３ 破坏 机构具 有 “ 柱 、 ， 强 中梁 、 弱支 撑 ” 多道 抗震 防线 的性 能 ， 即有 很 好 的抗震 性能 。试 件开 裂荷 载 和屈服 荷载 的 计 算 值 和 实 验 值 吻 合 较 好 ，说 明 可 以 用 Ｐ Ｐ 软件计算 复合 结构 。 ＫＭ
用 线度 示 ≠十 割 刚 表 ： 十量 Ｋ 一
３ 一
式中： Ｅ— —第 ｉ 次峰点 荷 载值 ｃ ｃ ０ ； ；
ｘ— —第 ｉ 次峰点 位移 值 。 ３ 实测 试件 的刚 度值 （ ２ ． ４ 表 ）
表２
ｌ 初始刚 屈服Ｆ 时 度 ｙ 最大 荷载Ｆ 时 －
ｌ ６ ０
留每种 型号 的 钢筋及 混凝 土试 块 ；构件 试 验 前 ， 进行 材性试 验 ， 先 以确 定各 种钢 筋 的屈 服 强度 、 限强度及 混凝 土的抗 压强 度 。 极 混凝 土 采用 商品混 凝 土 ， 验前 ， 试 先做 混凝 土试 块抗 压试 验 ，混凝 土抗 压强 度标 准值 ：ｋ０ ６ ０ ｃ一 ． ｘ ． ７ ８ ｘ １ — １ ６ Ｐ ， 拉强 度 ： ＝ ． Ｍ ａ 抗 ８ ３． ２． Ｍ ａ抗 ７ ２ ｔ ２１ Ｐ ， ｋ ６ 压 强度 设计 值 ： ＝ ５ ４ Ｐ ，较 Ｃ ０ 凝 土 ｆ １． Ｍ ａ ｃ ７ ３混 强度 稍大 。 ２ 试验加 载制 度和方 法 ． ２ 试 验加 载制 度 和方法 按 《 建筑 抗震 试验 方法规 程》 行 。正式 试验 前 ， 进 先进 行预 加反 复荷载 ２ ， 次 取值 为计 算开 裂荷 载 （ 不考 虑竖 向荷 载 ） ３ ％， 一 ｋ 的 ０ Ｆ ３ Ｎ。竖 向荷载 加 载 系统 采 用 ４台 同步液 压加 载器 组成 ，竖 向荷 载分 两部分 施加 。轴压 比为 Ｏ２ 模拟 用于 ５ ． ２ 层住 宅 时底层 柱 在设 计 荷 载作 用 下 的受 力 状 况 。 水 平 荷载 加节 点 荷 载 Ｆ ，荷载 从 ０ 至计 算 加 开裂 荷 载 （ 考虑 竖 向荷 载 ） ５ ％ ， 加至 计 的 ０ 再 算 开裂 荷载 ， 每级 荷载下 反复 ２次 。 以支 撑钢 筋屈 服 （ ｙ １ ７ １ ） ｅ ＝ ６ ６ ｅ 出现塑 性 铰 作 为试 件 的 ｘ 名 义 屈服 ， 件屈 服 后 ， 试 以屈 服位 移 Ａｙ 为 作 控 制参 数 ， 实施 等 位移 加载 ， 每级 加 载使试 件 位 移达 到 Ａｙ的整数 倍 ， 每一 级荷 载 下反 复 ３ 次， 直至试 件破 坏 ， 止试验 。 停 。 拟静 力试验 加荷 方法 ：
关键词 ： 复合 结构 ： 支撑低 周反 复荷 载 ： 多层 住 宅试验
１引 言
１１问题 的提 出 ．
新 型复 合结 构体 系是 采用 带 “ 字 ” 人 支撑 的新 型复合 结构 体 系 ，是 由钢筋 混 凝土 柔性 柱 （ 面 尺寸 为 ２０ ３０ ｍ 、 性 梁 （ 面尺 截 ５ ～０ ｍ ）柔 截 寸 为 ２０ ｍ ２０ ｍ 和 钢 筋 混凝 土 支撑 （ ５ｍ ｘ ５ｍ ） 截 面尺 寸小 于梁柱 ）组 成 的复合 支撑 结构 代替 原住 宅 中的承重 砖墙及 不开 门窗洞 的 自承重 墙 的复合结 构体 系 。 由钢筋混 凝 土延性柱 、 延 性梁 和钢或 混凝 土支撑 组成 的延 性 支撑 结构 体系 代替原 住宅 中的 承重砖 墙及 不 开门 窗洞 的 自承重墙 ，使住 宅形 成复 合结 构 体系代 替
Ｑ ．
Ｃ ｉａ Ｎ ｗ Ｔ ｃ ｎ ｌｇｅ ｎ ｒｄ ｃｓ ｈ ｎ ｅ ｅ ｈ ｏｏ ｉｓａ ｄ Ｐ ｏ ｕ ｔ
建 筑 技 术
多层住宅新型复合结构 的理论分析及研究
冉 捷
（ 州 市 中牟县 房 地 产 管 理局 ， 南 中牟 ４ １５ ） 郑 河 ５ ４ ０
摘 要 ： 前 国 内住 宅结构 体 系普遍 存在 着 一些 缺点 ， 目 通过 对这 些 不足之 处 的分 析 ， 出 由钢 筋混凝 土 柔性 柱 （ 面尺 寸 为 ２０ ｍ￣ 指 截 ５ｒ ａ ３０ ｍ、 ０ ｒ ）柔性 梁（ 面尺寸 为 ２０ ｍ×５ ｍ ） 钢筋 混凝 土 支撑（ 面 尺寸 小于 梁柱 ） ａ 截 ５ ｍ ２０ ｍ 和 截 组成 的 带“ ” 人 字支撑 的新 型 复合 结构 具有 一定 的优越 性 ， 可代 替 原住 宅结构 中的 承重墙及 不 开 门洞的 自承重墙 的复 合结 构体 系。 文从 空 间体 系研 究 着手 ， 出了延性 结构体 系， 本 提 不仅 能满足 变化 多样的住 宅 建筑 空间模 式 ， 而且 能 满足结 构抗震 延性要 求 ， 而代 替砌 体 结构 的黏 土砖 墙 。 从