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型钢混凝土异形柱框架十字形节点抗剪承载力试验研究

作　者: 冯国祥
导　师: 赵鸿铁
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 结构工程
关键词: 型钢混凝土 异形柱 十字形节点 抗裂承载力 抗剪承载力
分类号: TU398.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


型钢混凝土(Steel Reinforce Concrete,简称SRC)异形柱结构体系是近几年发展起来的一种新型结构体系。由于其不但保持了钢筋混凝土异形柱结构的诸多优越性,同时也具有SRC结构承载能力高、抗震性能好的优点,因此在我国有着不可估量的应用前景。目前,国内外对SRC异形柱的承载力及抗震性能等方面已经进行了大量的研究工作,但有关SRC异形柱节点的试验研究成果尚少见。SRC异形柱框架节点是SRC异形柱结构体系的重要组成部分,研究节点对于进一步推广异形柱的工程应用及完善该结构体系具有十分重要的意义。本文对比借鉴了钢筋混凝土异形柱节点和普通矩形SRC节点的相关研究成果,从试验研究、理论分析2个方面对SRC异形柱框架十字形节点的抗裂承载力、抗剪承载力进行了初步探讨。通过对4个SRC异形柱框架十字形节点模型试件的低周反复加载试验,考察了这类新型节点的受力过程、裂缝开展和破坏形态;分析了柱截面配钢形式、与水平力垂直方向柱肢宽度(肢高肢厚比)等因素对节点承载能力的影响;并在试验结果和理论分析的基础上提出了适用于SRC异形柱框架十字形节点的抗裂、抗剪承载能力的计算理论及实用公式,公式计算值与试验实测值较为接近。本研究成果为建立SRC异形柱框架十字形节点的抗裂、抗剪承载力计算方法提供了试验及理论依据,从而对这种优越结构体系的推广和应用起到一定的促进作用。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
1 绪论  8-16
  1.1 型钢混凝土(SRC)异形柱框架节点的引入及主要形式  8-9
  1.2 型钢混凝土(SRC)异形柱框架节点研究的目的和意义  9-10
  1.3 国内相关研究现状和水平  10-13
    1.3.1 SRC矩形节点的试验研究  10-11
    1.3.2 钢筋混凝土异形柱节点的试验研究  11-13
  1.4 国外相关研究现状和水平  13-14
  1.5 本文的主要研究工作  14-16
2 SRC异形柱框架十字形节点抗剪承载力试验  16-35
  2.1 试验概况  16
  2.2 试件的设计  16-20
  2.3 试件的制作  20-22
  2.4 材料性能  22-23
  2.5 试验装置及测试方案  23-29
    2.5.1 试验加载装置  23-25
    2.5.2 试验加载制度  25
    2.5.3 量测内容  25
    2.5.4 量测方法及仪表布置  25-29
    2.5.5 数据采集及破坏特征记录  29
  2.6 试验过程及现象  29-35
    2.6.1 试件+J1  29-30
    2.6.2 试件+J2  30-32
    2.6.3 试件+J3  32-33
    2.6.4 试件+J4  33-35
3 试验结果及分析  35-43
  3.1 破坏形态  35
  3.2 滞回曲线  35-37
  3.3 骨架曲线  37-39
  3.4 屈服点和破坏点  39-40
  3.5 节点应变分析  40-43
    3.5.1 空腹配钢节点核心区沿水平力受力方向腹杆应变分析  40-41
    3.5.2 实腹配钢节点核心区与水平力平行方向柱肢箍筋应变分析  41
    3.5.3 实腹配钢节点核心区型钢腹板应变分析  41-42
    3.5.4 实腹配钢节点核心区腹板加劲肋(翼缘框)应变分析  42-43
4 SRC异形柱框架十字形节点承载能力分析  43-63
  4.1 SRC异形柱框架十字形节点核心区水平剪力的计算  43-47
    4.1.1 节点的受力分析  43-44
    4.1.2 节点核心区总水平剪力的计算  44-47
  4.2 受力机理  47-49
    4.2.1 刚桁架机理  47-48
    4.2.2 钢"框架—剪力墙"机理  48-49
  4.3 影响因素分析  49-52
    4.3.1 与水平力垂直方向柱肢宽度(肢高肢厚比)的影响  49-50
    4.3.2 直交梁的影响  50-51
    4.3.3 轴压比的影响  51-52
  4.4 节点抗裂承载力  52-57
    4.4.1 节点抗裂计算的意义  52
    4.4.2 试验结果  52
    4.4.3 节点抗裂承载力的计算理论和公式  52-57
  4.5 节点各部分抗剪承载力计算模式  57-58
    4.5.1 混凝土  57
    4.5.2 型钢  57-58
    4.5.3 箍筋  58
    4.5.4 翼缘框  58
  4.6 节点抗剪承载力  58-63
    4.6.1 空腹式配钢节点抗剪承载力  58-60
    4.6.2 实腹式配钢节点抗剪承载力  60-63
5 结论与展望  63-65
  5.1 本文主要工作及结论  63
  5.2 需要进一步研究的问题  63-65
致谢  65-66
参考文献  66-70
附录  70

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 组合结构 > 其他组合结构
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