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套筒浆锚连接钢筋混凝土柱抗震性能试验研究

作　者: 王建
导　师: 张兴虎
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 结构工程
关键词: 抗震能力 套筒浆锚连接 高强螺旋箍筋 钢板箍 非线性分析
分类号: TU375.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


地震带来的破坏非常大，常常导致房倒屋塌，甚至财产生命安全，所以建筑物的抗震性能非常重要。现浇结构的抗震性能较好，但存在施工周期长、施工环境差、施工质量受外界影响大等问题，装配整体式混凝土结构中的构件以工业化模式生产正好弥补这一缺陷，但传统的结点连接形式由于抗震能力不足在地震设防地区使用受到极大限制。针对此特提出综合机械和浆锚两种连接形式的装配整体式新型连接形式—套筒浆锚连接。此种连接主要使用套筒与钢筋进行浆锚和机械连接实现上下柱的装配，利用高强螺旋箍筋提高核心混凝土的极限应变，借助钢板箍对混凝土的约束避免结点破坏。为研究套筒浆锚连接的承载能力和抗震性能，首先设计2个套筒浆锚连接柱和2个现浇普通箍筋柱并在低周反复荷载下加载试验，对两种连接形式的破坏形态、滞回曲线、位移延性和耗能能力等进行对比分析。试验结果表明：套筒浆锚连接可以有效的传力，是一种可靠的连接形式；套筒浆锚连接柱在相同轴压比下破坏区域较小，具有与现浇普通箍筋柱相当的承载力、延性和抗震能力，同等条件下可以代替现浇普通箍筋柱在工程中使用；高强螺旋箍筋对核心混凝土的约束使柱的破坏区域变小，在高轴压比下更能充分发挥作用；钢板箍在高轴压比下未达到屈服；通过ABAQUS软件采用混凝土损伤塑性模型对套筒浆锚连接柱进行非线性分析。模拟结果和试验数据较吻合，说明了数值模拟虽然有一定程度的误差，但也是一种有效、快捷、节约成本的研究方法。另外通过模拟分析了轴压比和钢板箍对此种连接的抗震能力和承载能力的影响。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-18
  1.1 研究背景及意义  8-9
  1.2 预制混凝土结构的发展与特点  9-11
    1.2.1 预制混凝土结构的发展  9-10
    1.2.2 预制混凝土结构的特点  10-11
  1.3 螺旋箍筋约束混凝土的研究发展  11-14
    1.3.1 螺旋箍筋的国内外研究状况  12-14
    1.3.2 螺旋箍筋的特点  14
  1.4 套筒浆锚连接概述  14-17
  1.5 本文主要研究内容  17-18
2 套筒浆锚连接钢筋混凝土柱的试验研究  18-29
  2.1 概述  18
  2.2 试验概况  18-24
    2.2.1 试件设计及制作  18-21
    2.2.2 材料性能  21-22
    2.2.3 加载装置及加载方案  22-23
    2.2.4 测点布置  23-24
  2.3 试验过程和现象  24-28
  2.4 本章小结  28-29
3 套筒浆锚连接钢筋混凝土柱的试验结果分析  29-48
  3.1 滞回曲线  29-31
  3.2 骨架曲线  31-33
  3.3 钢筋及钢板箍应变曲线  33-37
    3.3.1 纵筋应变  33-34
    3.3.2 箍筋应变  34-36
    3.3.3 钢板箍应变  36-37
  3.4 强度及刚度衰减  37-40
    3.4.1 强度分析  37-39
    3.4.2 刚度退化  39-40
  3.5 延性性能  40-42
  3.6 耗能性能  42-44
  3.7 套筒浆锚连接柱受力分析  44-47
    3.7.1 核心混凝土受压强度  44-46
    3.7.2 轴心受压计算  46
    3.7.3 偏心受压计算  46-47
    3.7.4 偏心受压构件受剪承载力计算  47
  3.8 本章小结  47-48
4 套筒浆锚连接钢筋混凝土柱的有限元模拟  48-64
  4.1 有限单元法介绍  48-49
  4.2 ABAQUS 软件的介绍  49
  4.3 材料属性  49-55
    4.3.1 混凝土本构  49-54
    4.3.2 钢筋本构  54-55
  4.4 模拟试件模型的建立  55-56
  4.5 模拟结果分析  56-63
    4.5.1 模拟结果与试验结果对比分析  56-60
    4.5.2 模拟结果对比分析  60-63
    4.5.3 模拟结果误差分析  63
  4.6 本章小结  63-64
5 结论与展望  64-66
  5.1 主要研究结论  64-65
  5.2 展望  65-66
致谢  66-67
参考文献  67-71
攻读硕士期间发表论文  71

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 混凝土结构、钢筋混凝土结构 > 钢筋混凝土结构 > 柱
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