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型钢混凝土梁柱T形边节点抗震性能的试验研究

发布时间:2018-04-08 22:11

  本文选题:型钢混凝土 切入点:梁柱节点 出处:《沈阳建筑大学》2013年硕士论文


【摘要】:虽然混合结构体系已经在国内外被大量高层与超高层建筑采用,但是在实际应用过程中仍然存在一些问题,这些问题的存在限制了混合结构体系的推厂‘应用。目前的研究主要集中在型钢混凝土柱-钢(钢筋混凝土)梁节点抗震性能上,对于能够简化型钢混凝土梁柱节点设计和施工工序的新型梁柱节点构造形式研究较少,并且国内外多数学者是按照“强柱弱梁强节点”的设计原则进行试件设计,进行低周往复荷载试验,此类试件发生的是梁端破坏,对于发生核心区剪切斜压破坏的试验研究进行的较少。梁柱节点是结构的关键部位,受力复杂,其性能直接关系到整体结构的抗震性能。我国现有规范及实际工程中,梁柱节点均采用节点核心区水平箍筋穿过梁型钢腹板孔洞的构造形式,但是在实际施工过程中,水平箍筋弯钩难以穿过梁型钢腹板孔洞,这给设计和施工工序及质量保证带来了难题及隐由 通过改进现有型钢混凝土梁柱节点构造形式,在规范规定的节点构造形式的基础上,提出了两种便于设计与施工的新型的节点构造形式进行试验研究。将一种普通的节点形式(SRCJ-01)、两种新型的节点形式(SRCJ-02, SRCJ-03)的试件进行低周反复荷载作用下的拟静力试验,对其抗震性能进行研究。为了保证试验中试件节点区域的破坏,三种试件均按“强梁弱柱弱节点”的原则进行设计,根据试验现象及量测的数据,对比分析各试件在低周反复荷载作用下的破坏形态、极限承载力、强度退化规律、滞回特性、耗能性能及关键部位应变分布等。结果表明:三种试件均发生了核心区剪切斜压破坏,满足试验目的;通过对比分析滞回曲线和骨架曲线,各试件的极限承载力相差不大,但试件SRCJ-02和试件SRCJ-03都避免了在梁型钢腹板处开口,为设计和实际施工带来方便;通过对比分析耗能性能,各试件的位移延性系数和等效粘滞阻尼比系数都比较小,说明发生核心区剪切斜压破坏的构件的耗能能力较差;通过分析核心区的应变变化,节点的抗剪承载力主要由柱型钢腹板承担。综合比较各试件的试验情况,SRCJ-03是比较好的节点形式。 采用ABAQUS有限元分析软件对试验进行有限元模拟计算,通过改变轴压比和柱型钢腹板的厚度等,进行了有限元参数分析,指出增大柱的轴压比,可以提高节点的承载力,但会降低延性;增大柱钢腹板厚度,可以提高节点的极限承载力,抗震性能上也有所提高。 研究成果对提出受力合理,便于设计和施工的新型的梁柱节点形式提供了试验数据与理论依据,不仅使设计和施工工序得到简化,还使施工质量得到保证。
[Abstract]:Although the hybrid structure system has been used in a large number of high-rise and super-tall buildings at home and abroad, there are still some problems in the practical application, which limit the application of the hybrid structure system.At present, the research is mainly focused on the seismic behavior of SRC column-steel (reinforced concrete) beam joints, but there is little research on the new type Liang Zhu joints which can simplify the design and construction process of SRC Liang Zhu joints.And most scholars at home and abroad designed the specimens according to the design principle of "strong columns and weak Liang Qiang joints" and carried out low-cycle reciprocating load tests.Little has been done on the experimental study of shear baroclinic failure in the core area.Liang Zhu joint is the key part of the structure, and its performance is directly related to the seismic performance of the whole structure.In the existing codes and practical projects of our country, Liang Zhu joints adopt the structural form of horizontal stirrups in the core area of joints through the holes of beam steel webs, but in the actual construction process, horizontal stirrups are difficult to pass through the holes of beam steel webs.This brings difficulties and hidden reasons to the design and construction process and quality assurance.By improving the existing form of joint construction of SRC Liang Zhu, two new types of nodal structures are proposed for design and construction on the basis of the construction forms stipulated in the Code.The quasi static test of one common joint form (SRCJ-01N) and two new joint forms (SRCJ-02, SRCJ-03) under low cyclic cyclic loading is carried out to study its seismic performance.In order to ensure the failure of the joint area in the test, three kinds of specimens are designed according to the principle of "strong beam, weak column and weak joint". According to the experimental phenomenon and the measured data, the failure patterns of each specimen under the action of low cycle repeated load are compared and analyzed.Ultimate bearing capacity, strength degradation law, hysteretic property, energy dissipation performance and strain distribution at key sites.The results show that the core shear baroclinic failure occurs in all three specimens, and the ultimate bearing capacity of each specimen has little difference by comparing and analyzing hysteretic curve and skeleton curve.However, both SRCJ-02 and SRCJ-03 avoid opening at the web of beam steel, which brings convenience to design and practical construction. By comparing and analyzing the energy dissipation performance, the displacement ductility coefficient and equivalent viscous damping ratio coefficient of each specimen are smaller.The results show that the energy dissipation capacity of the members with shear baroclinic failure in the core region is poor, and the shear bearing capacity of the joints is mainly borne by the column steel web through the analysis of the strain variation in the core area.SRCJ-03 is a better joint form.The finite element analysis software ABAQUS is used to simulate the test. By changing the axial compression ratio and the thickness of the column web, the finite element parameter analysis is carried out. It is pointed out that the bearing capacity of the joint can be improved by increasing the axial compression ratio of the column.However, the ductility will be reduced, and the ultimate bearing capacity and seismic performance of the joints can be improved by increasing the thickness of the column steel web.The research results provide experimental data and theoretical basis for proposing a new type of Liang Zhu node form with reasonable force and convenient design and construction. It not only simplifies the design and construction process, but also ensures the construction quality.
【学位授予单位】:沈阳建筑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TU398.9

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