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发布时间:2020-01-06 00:00:00
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楼板开洞对框架结构整体抗震性能的影响
The Influence of Slab with Opening on Overall Seismic Performance of Frame Structure
2018年第7期
楼板开洞;自振周期;层间位移角;Pushover;非线性
Slab with opening; Self-oscillation; Story drift; Pushover; Nonlinear
2018年第7期
1000-4637(2018)07-69-06
郑 沛,陈道政,邓郭毅,李 鹏
合肥工业大学 土木与水利工程学院,230009

郑 沛,陈道政,邓郭毅,李 鹏

郑沛,陈道政,邓郭毅,等.楼板开洞对框架结构整体抗震性能的影响[J].混凝土与水泥制品,2018(7):69-74.

ZHENG P,CHEN D Z,DENG G Y,et al.The Influence of Slab with Opening on Overall Seismic Performance of Frame Structure[J].China Concrete and Cement Products,2018(7):69-74.

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1000
摘 要:以一栋四层钢筋混凝土框架结构作为实例,探究了楼板开洞率以及同一结构平面内不同开洞位置对于整体结构抗震性能的影响。采用SAP2000软件建立8个与该工程实例等效的有限元模型并对其进行模态分析、反应谱分析、Pushover分析和非线性时程分析。分析结果表明,当开洞率大于该层楼面面积的20%且开洞位置偏离结构平面中部时,楼板开洞对于结构整体抗侧刚度有较大削弱,同时加大了结构的扭转效应,在罕遇地震作用下使得结构的屈服机制偏向于“强梁弱柱”。 Abstract: The opening of the floor has an unneglecting influence on the seismic performance of the frame structure. A four-story RC concrete frame structure is taken as an example. In order to study the impact of floor opening rate and the same plane structure in different position of opening the seismic performance of the whole structure, the SAP2000 software is used to establish 8 equivalent models to make modal analysis, response spectrum analysis, Pushover analysis and nonlinear time history analysis. The results show that when the opening rate is greater than 20% and the location of the opening deviates from the middle part of the structure, the opening of the floor has a great influence on the overall seismic performance of the frame structure.
英文名 : The Influence of Slab with Opening on Overall Seismic Performance of Frame Structure
刊期 : 2018年第7期
关键词 : 楼板开洞;自振周期;层间位移角;Pushover;非线性
Key words : Slab with opening; Self-oscillation; Story drift; Pushover; Nonlinear
刊期 : 2018年第7期
DOI :
文章编号 : 1000-4637(2018)07-69-06
基金项目 :
作者 : 郑 沛,陈道政,邓郭毅,李 鹏
单位 : 合肥工业大学 土木与水利工程学院,230009

郑 沛,陈道政,邓郭毅,李 鹏

郑沛,陈道政,邓郭毅,等.楼板开洞对框架结构整体抗震性能的影响[J].混凝土与水泥制品,2018(7):69-74.

ZHENG P,CHEN D Z,DENG G Y,et al.The Influence of Slab with Opening on Overall Seismic Performance of Frame Structure[J].China Concrete and Cement Products,2018(7):69-74.

摘要
参数
结论
参考文献
引用本文

摘   要:以一栋四层钢筋混凝土框架结构作为实例,探究了楼板开洞率以及同一结构平面内不同开洞位置对于整体结构抗震性能的影响。采用SAP2000软件建立8个与该工程实例等效的有限元模型并对其进行模态分析、反应谱分析、Pushover分析和非线性时程分析。分析结果表明,当开洞率大于该层楼面面积的20%且开洞位置偏离结构平面中部时,楼板开洞对于结构整体抗侧刚度有较大削弱,同时加大了结构的扭转效应,在罕遇地震作用下使得结构的屈服机制偏向于“强梁弱柱”。

Abstract: The opening of the floor has an unneglecting influence on the seismic performance of the frame structure. A four-story RC concrete frame structure is taken as an example. In order to study the impact of floor opening rate and the same plane structure in different position of opening the seismic performance of the whole structure, the SAP2000 software is used to establish 8 equivalent models to make modal analysis, response spectrum analysis, Pushover analysis and nonlinear time history analysis. The results show that when the opening rate is greater than 20% and the location of the opening deviates from the middle part of the structure, the opening of the floor has a great influence on the overall seismic performance of the frame structure.

关键词:
楼板开洞;自振周期;层间位移角;Pushover;非线性
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(1)楼板开洞对结构刚度的削弱作用强于质量降低;随着开洞率的增加,结构的自振周期也不断增加;当开洞率控制在20%以内时,楼板开洞对结构抗侧刚度的削弱不明显,对结构整体的抗震性能影响较小;角部开洞时结构的自振周期比较接近规范规定的限值。因此,角部开洞对结构自振周期影响最大。

(2)楼板开洞增大了结构的层间位移,且最大层间位移角均出现在开洞楼层;随着开洞率的增加,结构层间位移角也不断增加,说明开洞率越大,开洞楼层越薄弱,结构的抗侧刚度遭到越明显的削弱;角部开洞使得结构的最大层间位移角最大,使结构扭转效应明显加大,严重削弱了结构的抗侧刚度。
(3)楼板开洞对结构在罕遇地震作用下抗侧移作用有所贡献,且整体结构符合“大震不倒”的抗震要求。当开洞率在20%左右时,楼板开洞对抑制塑性铰的产生和发展作用最为明显,整体结构的破坏机制符合“强柱弱梁”的要求。但当开洞率超过20%且开洞位置偏离中部(尤其位于角部)时,结构整体屈服机制由梁铰型转变为柱铰型。这可能会使结构在罕遇地震下发生没有明显预兆的脆性破坏。
(4)在对建筑结构进行楼板开洞的改造时,应将开洞率控制在20%以内且避免在结构角部进行开洞,尽量在结构平面中部开洞,以保证建筑物的整体抗震性能不受较大的影响,同时,对洞口周边应采取有效的加固措施,如加厚洞口附近楼板并采用双层双向配筋;洞口边缘设置边梁、暗梁;在洞口角部集中配置斜向钢筋等。
[1] 万墨林.既有楼板开洞研究[J].建筑结构,2007,37(2):1-4. 
[2] 方明.高层建筑楼板开洞结构分析力学模型选择[J].结构分析,1998(1):16-23.
[3] 中华人民共和国住房和城乡建设部,中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局. GB 50011—2010 建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.
[4] 张晖,王庆春,周德源.某框架结构楼板开洞对整体抗震性能影响的研究[J].结构工程师,2016(4):104-109.
[5] 北京金土木软件技术有限公司,中国建筑标准设计研究院.SAP2000中文使用指南[M].北京:人民交通出版社,2013.
[6] 严洁.节点区楼板开洞对某RC框架结构屈服机制影响的分析与设计[D].绵阳:西南科技大学,2015.
 

郑沛,陈道政,邓郭毅,.楼板开洞对框架结构整体抗震性能的影响[J].混凝土与水泥制品,2018(7):69-74.

ZHENG P,CHEN D Z,DENG G Y,et al.The Influence of Slab with Opening on Overall Seismic Performance of Frame Structure[J].China Concrete and Cement Products,2018(7):69-74.

 

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