大跨度现浇厚空心楼盖框架-核心筒结构抗震性能及设计方法研究

At present, thick concrete hollow slab with no visible beams is widely used in tall buildings for it has advantages of significantly reducing storey height, saving cost and promoting energy conservation and environmental protection. Compared with frame-corewall structures, frame-corewall structures with thick concrete hollow slab have different dynamic response and deformability under earthquake loadings. At present, this problem needs further study for applying in engineering. .So, the following works will be developed. (1) Through researching on flat beam working in cooperation with its peripheral hollow slabs, the working model and calculation method of bearing capacity of hollow slabs will be put forward. (2) Based on pseudo-static test and numerical analysis, yield mechanism and failure mode of flat beam and its two end joints will be investigated. The seismic design method and construction measures will be proposed to meet the principle of “strong joint and weak members”, “strong wall and weak beam” and "strong column and weak beam", and the rationalization of damage. (3) Injury and catastrophic mechanism of structure under strong earthquake loadings is revealed, the performance index of structure and member is proposed and the seismic design method based on performance is built..Research results will be an important reference for thick concrete hollow slab applying in tall buildings.

与传统肋梁楼盖相比，大跨度现浇厚空心楼盖（无明梁）具有显著降低层高，节约造价、节能环保等优势，目前被广泛应用于高层结构中。由于宽扁梁及周边空心板带的协同工作，地震作用下大跨度现浇厚空心楼盖框架-核心筒结构有着不同于普通框架-核心筒结构的动力响应和变形能力，但目前针对这一问题的研究还不够深入，一定程度上阻碍了其在工程中的应用。.为此，本项目拟展开以下研究：①研究地震作用下宽扁梁及周边空心板带协同工作机理，建立周边空心板带参与受力分析模型，提出承载力计算方法。②通过拟静力试验和数值分析，研究宽扁梁及两端节点的屈服机制和破坏模式，提出满足“强节点弱构件”、“强柱弱梁”和“强墙弱梁”要求的抗震设计方法和构造措施，实现结构损伤的合理化。③揭示大震作用下结构的损伤和灾变机理，提出结构和构件的性能指标，建立基于性能的抗震设计方法。.研究成果将对高层结构中大跨度现浇厚空心板的推广应用提供重要参考。

与框架-核心筒结构相比，大跨度现浇空心楼盖由于宽扁梁及周边板带的协同工作，使得地震作用下，具有不同于普通框架-核心筒结构的动力响应和变形能力，而目前相关研究还不够深入。为此，本项目基于宽扁梁及周边空心板带协同工作机理，通过拟静力试验和数值分析，研究地震作用下宽扁梁周边节点的传力机制和破坏模式，提出了满足“强剪弱弯”和“强墙弱梁”要求的抗震设计方法和构造措施，实现结构损伤合理化，取得了以下研究成果。.（1）基于宽扁梁-剪力墙节点周期往复荷载试验和数值分析结果，确定了剪力墙内暗梁，暗柱等效宽度和高度，提出了基于暗梁抗扭和暗柱抗弯的剪力墙平面外承载力计算公式；确定了宽扁梁周边空心板的有效参与宽度，建立了考虑空心楼板局部参与受力的宽扁梁承载力计算方法。根据“强墙弱板”的设计原则，建立了以梁端弯矩破坏为特征的宽扁梁-墙节点设计方法。.（2）基于空心板-墙节点周期往复荷载试验和数值分析结果，确定了空心板有效参与宽度，提出了基于“强剪弱弯”的空心板-柱节点承载力设计方法。.（3）大跨度现浇空心楼盖的现场水箱加载试验结果表明，宽扁梁因高度不够，未能实现对空心板的有效约束，可按单向板设计；提出了宽扁梁高与空心楼板厚度满足hb/hs≥2，可实现宽扁梁对空心楼板的有效约束。.（4）针对空心楼盖、复合剪力墙、灌芯砌块砌体剪力墙等夹芯混凝土构件的布置特点，提出了夹芯层分层壳单元，并将其成功的应用于220m广西钦州超高层结构动力弹塑性分析中，取得了良好的效果。.（5）提出了中心频率为1500MHz的天线结合高频发射及加窗分析的薄板检测技术，并在某空心楼盖实际工项目中取得了良好的检测效果。.（6）为充分利用空心楼盖内部空腔，研发了抗渗、消防、通风及空调等10项专利技术，并在省内外多项工程中得到了成功的应用，创造了良好的经济及社会效益。