现浇空心楼盖板柱增强节点抗冲切性能试验研究

发布时间：2017-08-26 19:44

  本文关键词：现浇空心楼盖板柱增强节点抗冲切性能试验研究

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【摘要】：框架—板柱组合结构体系自问世以来,由于其大柱网、大开间、空间利用率高等优势已经被人们所接受,目前已经广泛地应用到工程实践中。然而通常情况下,板柱结构体系中由于柱网间距比较大导致楼盖自重约占总自重的60%~80%,无梁使得楼板自重直接由柱承担,楼盖较大的自重导致板柱交接处负荷严重,节点较为薄弱,因此降低了整个建筑物的安全可靠度,这些问题又在一定程度上限制了板柱结构体系的发展。数百年来,国内外就板冲切问题开展了广泛的试验研究和理论分析,并取得了许多令人满意的科研成果。本文在前人研究的基础上,以减少楼盖自重、提高节点刚度作为出发点,致力于开发质量轻、强度高、适用性好的板柱节点。为此开发了6个现浇空心楼盖板柱增强节点,该节点是一种通过埋芯成孔工艺制备而成节点核心区增强的一种新型板柱节点,不仅很好地解决了楼盖自重较大、节点薄弱等关键问题,而且具有良好的隔音、隔热效果。本文在核心区域局部实心并设置暗梁的基础上,主要研究了配置弯起钢筋和型钢剪力架的板柱节点的抗冲切性能,得到相关试件的荷载—位移曲线、荷载—应变曲线、裂缝发展趋势、延性系数等力学性能指标,并对比分析了板厚120mm和板厚140mm两种类型试件冲切特征的差异,取得了较为满意的试验结果。采用数值分析软件ABAQUS对所有试件受力的全过程进行了计算,通过对数值分析云图、荷载—位移曲线的分析研究,数值计算结果与试验结果吻合较好,同时依据数值模拟可判别试件的破坏形态。通过改变参数设置建立有限元模型探讨了弯起钢筋作用面积、暗梁、暗梁箍筋间距、板筋配筋率、型钢剪力架臂长等因素对增强节点冲切特性的影响,从而更加深刻揭示现浇空心楼盖板柱增强节点的受力机理。在试验研究和数值分析的基础上,参考我国规范规程,选取大量试验数据为样本,采用回归分析的方法给出了适用于本试验受冲切承载力计算方法的半经验理论计算公式。同时,以试验试件为算例对比分析了中国、美国、欧洲、日本、加拿大规范关于板受冲切承载力计算的差异,建议我国在板柱结构设计时应考虑板筋配筋率对节点抗冲切性能的影响。
【关键词】：空心楼盖 板柱增强节点 受冲切承载力 抗冲切元件 数值模拟
【学位授予单位】：河南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU375
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第一章 绪论12-23
• 1.1 选题背景及研究现状12-16
• 1.1.1 选题背景12
• 1.1.2 钢筋混凝土板冲切性能的国内外研究概况12-15
• 1.1.3 现浇空心楼盖的国内外研究概况15-16
• 1.2 板柱节点冲切性能研究方法概述16-17
• 1.3 板柱节点的破坏类型17-19
• 1.3.1 无冲切元件17
• 1.3.2 有冲切元件17-19
• 1.4 我国规范规程对节点冲切承载力的规定19-21
• 1.4.1 混凝土结构设计规范（GB50010-2010）的规定19-20
• 1.4.2 无粘结预应力混凝土结构技术规程(JGJ 92-2004)的规定20
• 1.4.3 江苏省框架—板柱组合结构（体系）技术规程(苏JG/T020-2006)的规定20-21
• 1.5 研究目标和主要研究内容21-23
• 第二章 现浇空心楼盖板柱增强节点抗冲切性能试验方案23-32
• 2.1 试件设计与制作23-26
• 2.1.1 试件设计23-25
• 2.1.2 试件制作25-26
• 2.2 加载装置与加载制度26-28
• 2.2.1 试验加载装置26-27
• 2.2.2 试验加载制度27-28
• 2.3 测试内容及测试方案28-31
• 2.3.1 试验测试内容28
• 2.3.2 荷载位移曲线及裂缝开展情况28
• 2.3.3 位移测试方案28-29
• 2.3.4 应变测试方案29-31
• 2.4 本章小结31-32
• 第三章 现浇空心楼盖板柱增强节点抗冲切试验现象及结果分析32-56
• 3.1 材料性能试验32-33
• 3.1.1 钢筋与槽钢材料性能试验32-33
• 3.1.2 混凝土材料性能试验33
• 3.2 试验过程33-42
• 3.3 主要试验结果42-51
• 3.3.1 主要数据及破坏形态42-43
• 3.3.2 荷载—位移曲线43-44
• 3.3.3 混凝土应变44-46
• 3.3.4 钢筋应变46-51
• 3.4 试验结果分析51-54
• 3.4.1 抗冲切元件对节点抗冲切性能的影响51-52
• 3.4.2 板厚对节点抗冲切性能的影响52-53
• 3.4.3 延性系数53-54
• 3.4.4 刚度退化及耗能特征54
• 3.5 本章小结54-56
• 第四章 现浇空心楼盖板柱增强节点数值模拟分析56-76
• 4.1 材料本构关系56-58
• 4.1.1 混凝土本构关系56-57
• 4.1.2 钢筋本构关系57-58
• 4.2 数值模型的建立58-59
• 4.2.1 单元选取及网格划分58
• 4.2.2 接触定义与边界条件58-59
• 4.2.3 加载过程及数值模型59
• 4.3 数值模拟结果分析59-67
• 4.3.1 数值分析云图59-65
• 4.3.2 数值分析结果与试验结果对比65-67
• 4.4 参数分析67-74
• 4.4.1 局部实心对节点抗冲切性能的影响67-68
• 4.4.2 暗梁对节点抗冲切性能的影响68-70
• 4.4.3 暗梁箍筋间距对节点抗冲切性能的影响70
• 4.4.4 纵筋配筋率对节点抗冲切性能的影响70-71
• 4.4.5 弯起钢筋个数对节点抗冲切性能的影响71-72
• 4.4.6 弯起钢筋直径对节点抗冲切性能的影响72-73
• 4.4.7 型钢剪力架臂长对节点抗冲切性能的影响73-74
• 4.4.8 型钢剪力架含钢率对节点抗冲切性能的影响74
• 4.5 本章小结74-76
• 第五章 现浇空心楼盖板柱增强节点抗冲切试验分析76-94
• 5.1 试件裂缝发展机理分析76-82
• 5.1.1 弹性薄板小挠度理论的基本假设76
• 5.1.2 弹性薄板小挠度理论76-80
• 5.1.3 裂缝分布80-82
• 5.2 纵向抗弯钢筋82-83
• 5.2.1 无抗弯纵筋板柱节点的极限承载力82-83
• 5.2.2 抗弯纵筋对极限承载力的影响83
• 5.3 节点受冲切承载力理论计算83-89
• 5.3.1 无抗冲切元件钢筋混凝土实心板受冲切承载力计算公式83-85
• 5.3.2 配置抗冲切元件钢筋混凝土实心板受冲切承载力计算公式85-86
• 5.3.3 无抗冲切元件钢筋混凝土空心板受冲切承载力计算公式86-87
• 5.3.4 现浇空心楼盖板柱增强节点受冲切承载力计算公式87-89
• 5.4 国内外规范89-93
• 5.4.1 国内规范89-90
• 5.4.2 国外规范90-93
• 5.5 本章小结93-94
• 第六章 结论与展望94-97
• 6.1 结论94-95
• 6.2 展望95-97
• 附录97-106
• 参考文献106-110
• 致谢110-111
• 作者简介111-112
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果112

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 党隆基;庞瑞;;局部实心对空心板柱节点冲切性能影响[J];河南科技;2015年13期

2 王建平;丁慧;宋力;;抗冲切元件对板柱节点受力性能的影响[J];水利与建筑工程学报;2015年03期

3 李向民;张富文;许清风;;粘贴不同FRP布加固预制空心板的试验研究和计算分析[J];土木工程学报;2014年02期

4 史庆轩;李博宇;;钢筋混凝土板受冲切承载力对比分析[J];工业建筑;2013年09期

5 胡萍;杨伟军;张振浩;蒋耀华;;蜂巢芯空心楼盖足尺试验研究及有限元分析[J];建筑结构;2012年01期

6 任达;焦楚杰;陈原;;无腹筋板的冲切尺寸效应[J];广州大学学报(自然科学版);2011年04期

7 高静泽;;板—柱结构抗冲切锚栓设计计算方法比较分析及应用[J];福建建筑;2010年09期

8 李杰;任晓丹;;混凝土静力与动力损伤本构模型研究进展述评[J];力学进展;2010年03期

9 尚仁杰;吴转琴;李佩勋;;现浇混凝土空心板的正交各向异性和等效各向同性板计算方法[J];工业建筑;2009年02期

10 李杰;杨卫忠;;混凝土弹塑性随机损伤本构关系研究[J];土木工程学报;2009年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 刘立渠;钢筋混凝土板考虑加载面积边长比及纵筋影响的抗冲切试验研究[D];中国建筑科学研究院;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 彭检;钢筋混凝土板柱节点抗冲切试验研究[D];湖南大学;2013年

2 杨开;钢筋混凝土板受冲切可靠度分析[D];湖南大学;2012年

3 张元伟;钢筋混凝土板抗冲切试验研究[D];湖南大学;2009年

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本文编号：742617