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《型鋼混凝土梁柱節(jié)點抗震性能的試驗研究》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、型鋼混凝土梁柱節(jié)點抗震性能的試驗研究摘要近年來,我國經濟總量迅速增長,建筑技術水平不斷提高。隨著城市人口數量劇增,為了緩解城市建設用地緊張,大量城市均已建成或正在建設數百米高的建筑?;旌辖Y構體系在這一背景下應運而生?;旌辖Y構兼具鋼結構與混凝土結構的優(yōu)點,能夠充分發(fā)揮型鋼與混凝土兩種材料的特性,在抗震性能及建筑適用性方面具有無可比擬的優(yōu)勢?;旌辖Y構作為一種新興的建筑結構體系,雖然已經被國內外大量高層建筑采用,但是在實際應用過程中仍然存在一些問題,這些問題的存在限制了混合結構體系的推廣應用。目前的研究主要集中在型鋼混凝土柱-鋼(鋼筋混凝土)梁節(jié)點抗震性能上,對于能夠簡化型鋼混凝土梁柱節(jié)點施工工序
2、的新型梁柱節(jié)點構造形式研究較少。梁柱節(jié)點是結構的關鍵部位,受力復雜,其性能直接關系到整體結構的抗震性能。我國現有規(guī)范及實際工程中,梁柱節(jié)點均采用節(jié)點核心區(qū)水平箍筋穿過梁型鋼腹板孔洞的構造形式,但是在實際施工過程中,水平箍筋彎鉤難以穿過梁型鋼腹板孔洞,這給施工工序及質量保證帶來了難題及隱患。本文通過改進現有型鋼混凝土梁柱節(jié)點構造形式,在規(guī)范規(guī)定的節(jié)點構造形式的基礎上,提出了兩種梁柱正交及一種梁柱斜交的改進型節(jié)點構造形式。將一種普通節(jié)點形式(SRCJ-01)、三種新型的節(jié)點形式(SRCJ-02,SRCJ-03,SRCJ-04)以及同尺寸、同配筋的鋼筋混凝土梁柱節(jié)點(RCJ)制作試件,進行低周反復
3、荷載作用下的擬靜力試驗,研究其抗震性能。根據試驗現象及量測的數據,對比了各節(jié)點形式在低周反復荷載作用下的破壞形態(tài)、極限承載力、強度退化規(guī)律、滯回特性、耗能性能及關鍵部位應變分布等。對比結果表明:各試件均發(fā)生了梁端塑性鉸破壞,節(jié)點核心區(qū)保持完好,證明了“強柱弱梁強節(jié)點”的設計原則的正確性;型鋼混凝土梁柱節(jié)點的承載力、延性、耗能能力等方面均明顯優(yōu)于鋼筋混凝土節(jié)點;采用U形箍筋的SRCJ-02的極限承載力和抗震性能均優(yōu)于SRCJ-01,這證明了使用U形箍筋替代閉合箍筋的構造形式是合理可行的;腹板開矩形孔的SRCJ-03在承載力方面略有不足,但是其等效粘滯阻尼比系數均大于其他試件,證明了其具有良好的
4、耗能性能;梁柱斜交的SRCJ-04的極限承載力優(yōu)于其他試件,延性處于其他試件之間,證明了該梁柱斜交節(jié)點構造形式是合理的。在試驗完成后,采用ABAQUS有限元軟件對試驗進行了有限元模擬計算。有限元計算結果與試驗結果較吻合,驗證了有限元分析型鋼混凝土梁柱節(jié)點的可行性與可靠性。通過變換SRCJ-02和SRCJ-03的梁型鋼翼緣寬厚比、腹板高厚比等參數,建立有限元模型,進行模擬計算。通過對模擬結果的分析后得出,增加梁型鋼翼緣的寬度、厚度可提升節(jié)點的極限承載力,在抗震性能上有所提高。最后得出結論:(1)采用U形箍筋的SRCJ-02具有良好的抗震性能,U形箍筋替代閉合箍筋是可行的;(2)SRCJ-03加
5、以改進也是一種比較好的節(jié)點構造形式;(3)梁柱斜交的SRCJ-04構造合理,可以對其應用于工程實際起到指導作用;(4)增加梁型鋼翼緣、腹板寬度或厚度可以提高節(jié)點承載力,改善其抗震性能。關鍵詞:型鋼混凝土;梁柱節(jié)點;抗震性能;試驗研究;有限元分析AbstractInrecentyears,rapidlyincreasewithChina’sGDPandconstantlyimproveofthescienceofarchitecture’slevel.Withthepopulationexplosion,highlightstheintenseofurbanconstructionland.A
6、largenumberofcitieshavebeenbuiltorarebuildinghundredmetershighbuildings.Hybridstructurecameintobeinginthisbackground.Hybridstructurehascombinedtheadvantagesofsteelstructureandreinforcedconcretestructure,fullyexertthefortesofbothsteelandconcrete.Ithasincomparableadvantagesonseismicbehaviorandapplica
7、bility.Asanewtypeofbuildingstructure,hybridstructurehasalreadyusedinmanybuildingsaroundtheworld.Buttherearestillexistedafewproblemsinpracticalapplication.Theseproblemsrestrictthepopularizationofhybridstruct