装配式型钢混凝土梁柱连接处抗震性能研究

发布时间：2017-07-29 15:30

  本文关键词：装配式型钢混凝土梁柱连接处抗震性能研究

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【摘要】：装配式型钢混凝土梁柱节点,顾名思义,就是将型钢混凝土结构与装配式结构这两种结构的优点进行结合。型钢混凝土的优势在于承载力大,刚度大,抗震及防火性能好,结构局部和整体稳定性好;而装配式结构则体现出生产效率高,产品质量好、绿色环保、大量减少生产垃圾等有利于可持续发展的优势。目前在当代社会大力发展住宅产业化的大背景下,这一种充分发挥其所长的新型结构形式必将在以后的世界各国建筑行业内广泛运用。本文为更好的推广这种新型装配式型钢混凝土框架结构,提出了一种新型的连接方式:首先我们在工厂运用成熟的流水作业生产出质量高,承载力稳定的预型梁柱节点与预制梁构件,梁柱节点与预制梁构件在位于梁柱节点核心区域外移500mm-1000mm处进行连接。连接处连接方法与施工工艺采用目前较为成熟的施工手段进行连接。其中,连接处钢筋与钢筋采用绑扎连接手段;型钢与型钢连接截面首先采用全焊的方式先进行焊接,然后用高强螺栓与螺栓板在梁与梁的腹板处进行再一次加固处理;在型钢混凝土内部结构全部连接完成后,用等于或者高于预制处混凝土强度等级的混凝土进行后浇,浇筑过程为了保证其力学性能,可以添加有效的界面剂。由于在国内有关装配式型钢混凝土梁柱节点的实验较少,理论研究也处在探索阶段。在以此为施工背景的前提下,本文通过有限软软件ABAQUS模拟接近实际工程中装配式梁柱节点,以求通过软件模拟来探究连接处的受力性能。首先设计一个截面配筋尺寸完全相同的装配式型钢混凝土梁柱中节点与现浇式型钢混凝土梁柱中节点,对这2个节点的梁端采用相同制度的低周反复荷载的加载形式,从它们的破坏形态、应力分布、滞回曲线、骨架曲线、极限荷载等多方面进行了比较分析。结果表明,装配式型钢混凝土框架节点与现浇式型钢混凝土框架节点在破坏形态与滞回曲线等方面基本保持一致。通过上述结果我们可以得出,装配式型钢混凝土连接处的承载力基本可以等效于整浇型钢混凝土梁柱节点。不仅如此,本文又进一步探究了这种新型梁柱节点连接处的位置以及不同混凝土强度等不同参数对于结构核心区域承载力的影响:当保持其他参数不变的情况下,连接处位置分别位于柱边缘300mm、600mm、900mm三个不同位置时,梁柱节点核心区域在300mm-600mm时承载力增加幅度较大,600mm-900mm时承载力虽然增加,但是幅度较小;当保持其他参数不变的情况下,梁柱节点混凝土强度分别为C30、C40、C50时,梁柱节点的核心区域承载力逐渐增加。通过改变装配式型钢混凝土梁柱节点连接面处的位置、内置型钢腹板的厚度、连接板螺栓的数量这些参数时,探究随着参数的不断改变下该结构连接处的受力趋势,从而总结出承载力的最佳承载力构造形式,为今后装配式型钢混凝土结构的发展提供一定参考依据。
【关键词】：装配式型钢混凝土 梁柱节点连接处 低周反复荷载 抗震性能 非线性有限元分析
【学位授予单位】：安徽建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU398.9
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 第一章 绪论15-36
• 1.1 引言15
• 1.2 型钢混凝土结构概述15-20
• 1.2.1 型钢混凝土分类的结构及特点16-18
• 1.2.2 国内外型钢混凝土框架节点研究进展18-20
• 1.3 装配式混凝土结构概述20-28
• 1.3.1 国内外装配式混凝土框架节点研究进展20-25
• 1.3.2 装配式混凝土结构在工程中的应用25-28
• 1.4 问题的提出28
• 1.5 装配式梁柱节点连接处施工处理28-29
• 1.6 模型参数确定29-35
• 1.6.1 梁柱节点连接处构造情况30-33
• 1.6.2 节点的材料参数33-34
• 1.6.3 模拟加载方式34-35
• 1.7 本章小结35-36
• 第二章 装配式型钢混凝土梁柱节点计算理论36-53
• 2.1 型钢混凝土梁柱节点梁计算理论36-41
• 2.2.型钢混凝土梁柱节点柱计算理论41-43
• 2.3 型钢混凝土梁柱节点梁连接处螺栓计算理论43-45
• 2.4 型钢混凝土粘结滑移理论45-46
• 2.5 有限元法综述46-49
• 2.5.1 有限元基本理论46-47
• 2.5.2 ABAQUS下的非线性有限元基本问题47-49
• 2.6 塑性理论49-52
• 2.7 本章小结52-53
• 第三章 装配式型钢混凝土梁柱节点数值模拟53-76
• 3.1 ABAQUS软件介绍53-55
• 3.2 型钢混凝土ABAQUS有限元建模基础55-62
• 3.2.1 材料的本构模型56-62
• 3.3 模型分析中的关键问题处理62-71
• 3.3.1 模型中的单元选取62-63
• 3.3.2 材料参数设置63
• 3.3.3 ABAQUS建模的主要步骤63-66
• 3.3.4 ABAQUS环境下梁柱节点连接处模型66-67
• 3.3.5 模型中不同材料部件间的相互作用67-68
• 3.3.6 模型边界条件68-69
• 3.3.7 模型网格划分69-70
• 3.3.8 加载制度70-71
• 3.3.9 非线性方程的求解71
• 3.4 装配式与现浇式有限元计算结果比较分析71-75
• 3.4.1 破坏形态71-73
• 3.4.2 装配式连接处局部应力分布73-74
• 3.4.3 滞回曲线74-75
• 3.5 本章小结75-76
• 第四章 装配式型钢混凝土梁柱节点受力性能影响因素76-83
• 4.1 连接处位置76-80
• 4.1.1 滞回曲线76-78
• 4.1.2 不同连接处位置局部应力分析78-80
• 4.2 混凝土强度80-83
• 第五章 结论与展望83-85
• 5.1 结论83
• 5.2 展望83-85
• 参考文献85-89
• 致谢89-90
• 读研期间科研成果90

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1 朱s，

本文编号：589871