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上海旗忠网球中心预应力混凝土看台结构施工监控与空间节点抗震试验研究

作者：姜东升 Publish: 2007-2-7 Hits:-

【中文题名】

上海旗忠网球中心预应力混凝土看台结构施工监控与空间节点抗震试验研究

【英文题名】

Studies on Construction Monitoring of Prestressed Concrete Stand and Seismic Performance of Spacial Joints of Shanghai Qizhong Tennis Center

【学科专业】

结构工程

【论文级别】

硕士论文

【投稿时间】

2007-2-7

【中关键词】

预应力混凝土,空间节点,看台结构,抗震性能,抗剪承载力,施工监控

【英关键词】

prestressed concrete,space joint,stand structure,seismic performance,shear capacity,construction detecting,low reversed cyclic loading test,ANSYS,Bragg,substructure method,

【分类导航】

工业技术>建筑科学>建筑施工>各项工程与工种>预应力加筋混凝土构件工程>

【论文摘要】

本文对预应力混凝土空间节点的抗震性能进行了较为深入、系统的试验研究和理论分析，并对上海旗忠网球中心预应力混凝土看台结构进行了施工全过程监控。主要研究工作包括： (1)通过4个预应力混凝土空间节点的低周反复荷载试验，对上海旗忠网球中心空间节点的安全性进行评判，并对预应力混凝土空间节点的破坏形态、特征荷载、恢复力模型、剪切角延性、刚度退化、耗能能力等进行了较为系统的研究，主要分析了空间加载、环梁和环向预应力的约束等因素对预应力混凝土空间节点抗震性能的影响。研究表明：上海旗忠网球中心预应力混凝土空间节点具有较高的安全储备，且具有较好的延性和耗能能力。 (2)开展了RC梁、PC梁以及预应力混凝土空间节点在低周反复荷载作用下的全过程有限元计算，结果表明：ANSYS有限元计算值与试验结果基本吻合。 (3)基于空间斜压杆和空间桁架模型，在试验研究、有限元参数计算和理论分析的基础上，得出了预应力混凝土空间节点受剪承载力计算公式，公式考虑了加载角度、预应力、轴压比、梁柱斜交以及空间节点两主轴方向梁不等高等因素对节点承载力的影响。 (4)采用Bragg光栅光纤应变传...

【论文题纲】

摘要	6-7
ABSTRACT	7-13
第1章绪论	13-17
1.1 工程背景	13-14
1.2 问题的提出	14-15
1.2.1 预应力混凝土空间节点抗震性能	14-15
1.2.2 大型预应力混凝土空间结构施工监控	15
1.3 本文的主要研究工作	15-17
第2章国内外研究现状	17-55
2.1 框架节点抗震性能研究现状	17-41
2.1.1 框架节点抗震性能研究进展	17-19
2.1.2 框架节点受力机理	19-25
2.1.3 框架节点抗震性能的影响因素	25-29
2.1.4 预应力混凝土框架节点抗震性能研究现状	29-32
2.1.5 空间框架节点抗震性能研究现状	32-33
2.1.6 现行规范关于框架节点的抗震设计控制体系	33-41
2.2 工程结构施工监控研究现状	41-54
2.2.1 建筑结构施工监控	41-42
2.2.2 桥梁结构施工监控	42-45
2.2.3 地下结构施工监控	45-47
2.2.4 施工控制方法研究进展	47-54
2.3 小结	54-55
第3章预应力混凝土空间节点低周反复荷载试验研究	55-101
3.1 试验设计	55-67
3.1.1 试件设计	55-61
3.1.2 试验加载	61-64
3.1.3 量测内容	64-67
3.2 主要试验结果	67-82
3.2.1 试件的受力过程	67-72
3.2.2 预应力筋应变	72-75
3.2.3 纵向普通钢筋应变	75-78
3.2.4 节点核心区箍筋应变	78-82
3.2.5 混凝土应变	82
3.3 试验结果分析	82-98
3.3.1 试件的破坏形态和破坏机制	82-83
3.3.2 滞回曲线	83-86
3.3.3 骨架曲线	86-88
3.3.4 恢复力模型	88-90
3.3.5 变形恢复能力	90-92
3.3.6 延性	92
3.3.7 刚度退化	92-94
3.3.8 耗能能力	94-96
3.3.9 粘滞阻尼系数	96-98
3.4 上海旗忠网球中心预应力混凝土空间节点安全性评价	98-99
3.4.1 节点的抗剪承载力	98
3.4.2 节点的安全性	98-99
3.5 小结	99-101
第4章预应力混凝土空间节点滞回分析	101-120
4.1 混凝土结构有限元基本理论	101-107
4.1.1 钢筋混凝土结构的三种有限元模型	101
4.1.2 SOLID65单元	101-104
4.1.3 材料的本构关系	104-106
4.1.4 关键问题的处理	106-107
4.2 试验验证	107-112
4.2.1 混凝土梁	107-109
4.2.2 预应力混凝土空间节点	109-112
4.3 参数分析	112-119
4.3.1 试件设计与加载方案	112-116
4.3.2 计算结果及分析	116-119
4.4 小结	119-120
第5章预应力混凝土空间节点抗剪承载力研究	120-134
5.1 现行规范设计方法及其局限性	120-121
5.1.1 现行规范设计方法	120
5.1.2 现行规范设计方法的局限性	120-121
5.2 预应力混凝土空间节点抗剪承载力的主要影响因素	121-131
5.2.1 预应力混凝土空间节点抗剪设计思路	121-122
5.2.2 预应力	122-124
5.2.3 箍筋	124-127
5.2.4 轴压比	127-128
5.2.5 梁柱斜交	128
5.2.6 混凝土	128-131
5.3 预应力混凝土空间节点抗剪设计公式	131-132
5.3.1 设计公式	131-132
5.3.2 试验验证	132
5.4 小结	132-134
第6章预应力混凝土看台结构施工监控研究	134-169
6.1 监控方案	134-143
6.1.1 监控内容	134
6.1.2 监控方法	134-137
6.1.3 测点布置	137-141
6.1.4 施工工况与监测日程	141-143
6.2 主要监测结果及分析	143-167
6.2.1 测点编号	143-145
6.2.2 混凝土应力	145-151
6.2.3 钢筋应力	151-154
6.2.4 预应力筋应力增量	154-157
6.2.5 预应力张拉测试研究	157-164
6.2.6 结构变形	164-167
6.3 上海旗忠网球中心预应力混凝土看台结构施工安全性评判	167-168
6.4 小结	168-169
第7章基于子结构法的施工监测全过程分析	169-187
7.1 子结构法基本理论	169-175
7.1.1 有限单元法简介	169
7.1.2 子结构法原理	169-171
7.1.3 内部自由度的凝聚	171-173
7.1.4 坐标转换	173-175
7.2 预应力混凝土看台结构有限元建模	175-180
7.2.1 几个关键问题的处理	175-178
7.2.2 有限元模型	178-180
7.3 计算结果	180-186
7.3.1 与实测值的对比	180-181
7.3.2 混凝土应力分布图	181-184
7.3.3 预应力张拉顺序的优化	184-185
7.3.4 特征荷载和结构安全性评判	185-186
7.4 小结	186-187
第8章结论与展望	187-189
8.1 结论	187-188
8.2 展望	188-189
致谢	189-190
参考文献	190-195
附录上海旗忠网球中心整体静力试验及非线性全过程分析	195-210
个人简历在读期间发表的学术论文与研究成果	210

【DOI】

LunWen.ID:2.2008.126094



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