钢—混凝土组合梁栓钉连接件恢复力模型试验研究和理论分析

论文摘要

目前,栓钉连接件被大量应用于我国的建筑工程和桥梁工程中,而我国是多地震国家,对栓钉连接件进行抗震性能的研究具有重大意义。因此,本文针对栓钉连接件的推出试件在重复荷载作用下进行了试验研究和理论分析,主要研究内容如下：(1)在已有的栓钉连接件研究成果的基础上,运用力学、RC结构非线性等基本理论,提出栓钉连接件的试验方案,对16个推出试件进行了重复荷载试验研究。(2)根据试验现象和理论分析,对其承载力、延性、耗能能力、滞回性能及破坏特征等进行了较深入的分析研究。研究结果表明随着横向配筋率的变化,构件的极限承载力基本没有变化,但是构件的延性和等效粘滞阻尼系数出现显著的变化。而当栓钉间距的变化,构件的极限承载力、延性和等效粘滞阻尼系数都出现显著的变化。(3)为了进行抗震分析,需要把试验所得到的滞回曲线加以模型化,使之能更理想化地反应出栓钉连接件在重复荷载作用下位移和力的关系,考虑强度和刚度的退化规律,根据试验数据和回归分析,提出了栓钉连接件的恢复力模型。(4)采用通用有限元软件ANSYS对推出试件进行了非线性分析,对比理论计算结果和试验结果,确定有限元分析结果与实际结果吻合较好,证明该参数下的模型能较好的模拟实际模型。并且分析了横向配筋率和栓钉间距对栓钉连接件的承载力和延性的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 钢-混凝土组合梁抗震性能的研究现状
• 1.2.2 剪力连接件抗震性能的研究现状
• 1.3 国内外关于恢复力模型的研究方法
• 1.3.1 试验研究
• 1.3.2 理论计算
• 1.3.3 计算机模拟
• 1.4 本文研究的内容
• 1.5 本文研究的主要步骤
• 第二章 试验方案
• 2.1 概述
• 2.2 试验目的
• 2.3 模型设计及内容
• 2.3.1 模型的设计
• 2.3.2 材性试验
• 2.3.3 模型的构造图及其材料用表
• 2.4 试验装置及加载方案
• 2.5 测点布置和数据采集
• 2.6 试验结果及现象
• 2.7 试验结果分析
• 2.7.1 滞回曲线
• 2.7.2 骨架曲线
• 2.7.3 延性分析
• 2.7.4 耗能分析
• 2.8 本章小结
• 第三章 非线性有限元分析
• 3.1 引言
• 3.2 有限元模型的建立
• 3.2.1 有限元分析软件ANSYS
• 3.2.2 单元选取
• 3.2.3 材料参数确定
• 3.2.4 网格划分
• 3.2.5 边界条件及荷载
• 3.3 ANSYS非线性结构分析
• 3.3.1 塑性力学的基本法则
• 3.3.2 混凝土的非线性本构关系
• 3.3.3 混凝土裂缝的模拟
• 3.3.4 钢筋在混凝土中的模拟
• 3.3.5 钢材的本构关系
• 3.3.6 非线性方程的求解方法
• 3.3.7 增量步的控制
• 3.3.8 收敛容限
• 3.4 计算结果与试验结果对比分析
• 3.4.1 滞回曲线
• 3.4.2 骨架曲线
• 3.4.3 延性对比分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 恢复力模型分析
• 4.1 引言
• 4.2 常用的恢复力模型
• 4.3 本文的恢复力模型分析
• 4.4 刚度退化规律
• 4.5 恢复力模型的建立
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 研究结论
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间参与科研及发表论文情况