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楼板开洞对钢筋混凝土框架结构抗震性能影响分析

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钢筋混凝土框架结构在实际工程具有较为广泛的应用,楼板作为钢筋混凝土框架结构的重要受力构件,在结构抗震中发挥了不可替代的作用。为满足实际对空间的需求,楼板开洞在钢筋混凝土框架结构中也较为常见。楼板开洞因开洞率、开洞位置、开洞形状以及开洞楼层等因素的变化而对结构抗震性能产生不同的程度的影响。 采用PKPM软件设计十层钢筋混凝土框架结构,模型平面长宽为30m×30m,层高为3.6m,模型总高度36m。通过振型分解反应谱法、静力推覆、弹性时程、弹塑性时程分析等对此模型进行计算分析,得到结构的基本抗震性能。以上述基本模型为基础,设计七个在底部两层不同开洞率的模型进行对比分析,得到楼板开洞率越大,结构前6阶振型自振周期逐渐增大,后面振型的自振周期则逐渐减小,结构周期比逐渐减小,总振型参与系数和楼层位移逐渐增大;随着楼层增高,第一层到第二层层间位移角增大,第三层及以上楼层层间位移角呈现逐渐减小趋势。结构极限荷载随开洞率增大而减小等结论。 对开洞位置分别为底部两层中部、边部和角部的模型进行分析,得到不同楼板开洞位置模型的所有振型自振周期均大致相当,开洞位置在角部结构扭转刚度的削弱最大;结构层侧移值排序为角部>边音>中部,丌洞位置为角部的模型层间位移角最大,边部和中部大致相当;不同楼板开洞位置模型荷载位移曲线较为接近等结论。 对底部两层开洞形状分别为正方形、一字型和L型的模型进行分析,得到不同楼板开洞形状模型的所有振型自振周期均大致相当,楼板开洞形状为L型的结构扭转刚度的削弱最大;结构的层侧移排序为L型>一字型>正方形,开洞形状为正方形的模型第二层层间位移角明显更大,一字型L型的模型的层间位移角曲线几乎重合;开洞形状为L型的模型极限荷载和极限位移略高于其他两个模型等结论。 对开洞楼层分别为底部、中部和顶部两层的模型进行分析,得到楼板开洞楼层为顶部的结构扭转刚度的削弱最大;在第1~9层,层侧移排序为底部>顶部>中部,第10层排序为顶部>底部>中部;结构层间位移角发生突变的楼层分别为第二层、第六层和第十层;结构极限荷载和位移排序为顶部>中部>底部等结论。

王小广

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钢筋混凝土框架结构 楼板开洞 抗震性能

硕士

建筑与土木工程

文明;黄涛

2020

南昌大学

中文

TU