钢异形柱结构体系的理论分析与试验研究项目摘要

异形截面柱（T形、L形、十字形）框架结构可以避免框架柱在室内的凸出，少占建筑空间，改善建筑观瞻，为建筑设计及使用功能带来灵活性和方便性。目前，钢异形柱的理论研究和工程实践正处于起步阶段，对钢异形柱结构体系全方位的受力性能、抗震性能的研究更是空白。本课题针对钢异形柱结构体系中的柱构件、节点、抗侧力结构、支撑-框架结构体系等关键部位，应用理论推导、计算机仿真、模型试验等相互映证的手段，通过研究钢异形柱的承载力、失稳问题和抗震性能，适合于钢异形柱梁柱节点的承载力和抗震性能、适合于钢异形柱抗测力结构的抗震性能以及钢异形柱支撑-框架结构体系的动力特性和抗震性能，提出在不同抗震设防烈度下，钢异形柱截面参数的合理取值范围、节点的合理连接方式及参数的选择、抗测力结构合理方式及参数的取值、支撑-框架结构体系在地震下的动力性能各参数的取值和关键构造要求，建立具有合理抗震性能的钢异形柱结构体系。 2100433B

异形柱结构体系是指采用轻质填充墙及隔墙的现浇钢筋混凝土异形柱框架及异形柱框架-剪力墙结构体系。

异形柱结构体系是指采用轻质填充墙及隔墙的现浇钢筋混凝土异形柱框架及异形柱框架-剪力墙结构体系。柱肢的截面高度与柱肢宽度的比值在2-4，相对于正方形与矩形柱而言是异形的柱子。它包括异形柱框架和异形柱框架剪力墙，常用的有“L”型、“T”型、“十”字型。

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混凝土异形柱框架一剪力墙结构体系是在异形柱框架结构体系中设置一定数量的剪力墙所构成的结构体系。 混凝土异形柱框架体系中，在适当位置布置一定数量的剪力墙，有效地减少了异形柱承担的内力，增加了结构的刚度，还能使建筑布置有一定的灵活性。

混凝土异形柱框架一剪力墙结构体系属多道抗震防线的结构体系，剪力墙作为第一道防线，异形柱框架作为第二道防线，增强了结构的抗震能力，是实际工程中常用的一种结构体系

当根据建筑功能需要设置底部大空间时，可通过框架底部抽柱并设置转换梁(转换构件宜采用梁)，形成底部抽柱带转换层的异形柱结构。底部大空间异形柱结构可用于非抗震设计和6度、7度(0．109)抗震设计的房屋建筑，设计时应满足如下基本要求：

①在地面以上大空间的层数：非抗震设计不超过3层，抗震设计不超过2层；

②适用的房屋最大高度应按表1-3规定的限值降低不少于10%，且异形柱框架结构不应超过6层，异形柱框架一剪力墙结构非抗震设计时不应超过12层，抗震设计时不应超过10层；

③异形柱框架结构的底部托柱框架不应采用单跨框架；

④落地的框架柱应连续贯通房屋全高，转换层下部结构的框架柱不应采用异形柱；不落地的框架柱应连续贯通转换层以上的所有楼层 。

土钉支护技术在永久支护工程中已得到广泛的应用。但是，国内外对永久性土钉支护的抗震性能研究开展甚少。我国是地震多发地区，研究土钉支护结构体系的抗震性能和设计理论显得尤为重要。本项目旨在通过振动台模型试验揭示土钉支护结构体系在地震荷载作用下的变形和破坏机理；考虑土钉支护结构和土体的动力相互作用，采用合理的土体动力本构模型，寻求适当方案合理预测土钉支护结构体系破裂带的产生、宽度和倾角，消除因破裂带产生造成的计算时的病态网络依赖性后，开发相应的有限元计算程序，并利用振动台试验验证和完善此方法。建立土钉支护结构体系的强度、稳定性和变形的分析方法，提出稳定分析的时变安全系数计算方法，建立基于地震永久变形的安全评价方法。针对几种典型形状的边坡，统计地震作用下破坏面的地震反应规律，提出简便的抗震稳定性分析方法。对推动土钉支护结构抗震设计理论发展具重要意义。 2100433B