往复弯矩作用下翼缘板高强螺栓连接梁—墙节点力学性能试验研究
本文关键词: 梁-墙 翼缘板高强螺栓连接 往复弯矩 力学性能 设计方法 出处:《福州大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:高层建筑已成为城市建设的一种趋势,钢-混凝土混合结构由于其优越的性能在高层建筑中得到了广泛应用。在钢-混凝土混合结构中,钢梁与钢筋混凝土墙体之间的连接节点是保证外部钢框架与混凝土核心筒两种变形性质不同的结构体系协同工作、形成结构整体的关键构件。然而,与梁-柱节点相比,梁-墙节点的研究进展相对滞后,所研究节点形式较为单一,与工程实际应用需求有一定差距。本文在前人研究和实际应用的基础上提出了钢梁-混凝土墙之间翼缘板高强螺栓连接节点,并进行了往复弯矩作用下的相关力学性能试验研究,具体包括以下四部分内容:(1)基于“强节点弱构件”的设计思想,设计、制作了5个不同连接构造的钢梁-混凝土墙连接节点试件,变化的主要参数为预埋件、翼缘板的尺寸和构造形式;(2)完成了5个试件在往复弯矩作用下的拟静力试验测试,分析了节点破坏机理、破坏形态。结果表明节点发生翼缘板和钢梁翼缘螺栓孔净截面拉断破坏情况时,塑性铰出现在距离翼缘板端部约1/4梁高位置的钢梁上,远离墙体核心区,满足节点抗震设计“强节点弱构件”的要求;翼缘板采用狗骨式构造的试件由于翼缘板先发生受压失稳破坏,然后翼缘板削弱截面在往复拉弯作用下被拉断,破坏时钢梁翼缘屈服,但钢梁未形成塑性铰;锚筋预埋连接件试件的锚筋与锚板连接处的焊缝发生拉断破坏,节点破坏时钢梁处于弹性阶段;(3)对各试件的承载力、P-△滞回曲线、骨架曲线及耗能能力等力学性能进行分析。结果表明翼缘板高强螺栓连接节点的P-△滞回曲线饱满、稳定,表现出良好的滞回性能,但稍有捏缩;骨架曲线可明显分为的四个阶段:弹性阶段、滑移阶段、强化阶段以及破坏阶段;增大翼缘板的截面积可以提高节点的承载力、初始转动刚度和耗能能力,但对节点塑性变形没有显著影响;(4)根据试件的破坏模式提出了翼缘板高强螺栓连接节点设计方法,利用该设计方法计算的节点承载力设计值和试验吻合良好。
[Abstract]:High-rise building has become a trend of urban construction. Steel-concrete hybrid structure has been widely used in high-rise building because of its superior performance. The connection joint between steel beam and reinforced concrete wall is the key component to ensure that the external steel frame and concrete core tube can work together and form the whole structure. Compared with the beam-column joint, the research progress of the beam-wall joint is relatively lagging behind, and the form of the studied joint is relatively single. On the basis of previous research and practical application, the high strength bolted connection joint of flange slab between steel beam and concrete wall is proposed in this paper. And the related mechanical properties of reciprocating bending moment are studied, including the following four parts: 1) based on the design idea of "strong joint and weak member". Five specimens of steel beam-concrete wall connection joints with different connections are made. The main parameters of the changes are embedded parts, flange plate size and structural form. 2) the pseudostatic test of five specimens under reciprocating bending moment is completed, and the failure mechanism of joints is analyzed. The results show that when the flange plate and the steel beam flange bolt hole break failure occurs, the plastic hinge appears on the steel beam which is about 1/4 high from the end of the flange plate, far away from the core area of the wall. Meet the requirements of "strong joints and weak members" in seismic design of joints; When the flange plate is constructed with dog bone structure, the flange plate is subjected to buckling failure under compression first, then the flange plate section is broken under reciprocating tension and bending, and the steel beam flange yields when the flange is destroyed, but the steel beam does not form plastic hinge. Tensile failure occurs at the joint of anchor bar and anchor plate, and the steel beam is in elastic stage when the joint is destroyed. 3) the mechanical properties such as load-carrying capacity curve, skeleton curve and energy dissipation capacity of each specimen are analyzed. The results show that the P-hysteretic curve of high-strength bolted joint of flange plate is full and stable. Good hysteretic performance, but slightly pinch; The skeleton curve can be obviously divided into four stages: elastic stage, slip stage, strengthening stage and failure stage; Increasing the cross section of flange plate can improve the bearing capacity, initial rotational stiffness and energy dissipation capacity of the joints, but has no significant effect on the plastic deformation of the joints. 4) according to the failure mode of the specimen, the design method of the high-strength bolted joint of flange plate is proposed. The design value of the joint bearing capacity calculated by this design method is in good agreement with the test.
【学位授予单位】:福州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TU973.14
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,本文编号:1493184
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