钢—砼组合连梁与砼剪力墙节点承载力的试验研究与分析

论文摘要

钢—混凝土组合结构在国内外工程领域的应用越来越广充分发挥了其承载力高、自重轻、节约材料、截面尺寸小、抗震性能好等突出优点。钢与混凝土组合梁作为连梁的混合筒体是一种新型的建筑结构,对其中组合连梁与剪力墙节点的承载力性能进行深入的试验研究和理论分析,有利于进一步提高我国组合结构的研究水平,将使人们更加全面的了解这种新型结构体系的性能。分析其节点的破坏机理、节点核心区的承载力以及节点承载力的影响因素都对于指导设计、推广组合梁与剪力墙的新型筒体结构、相关的规程制定都有着重要的价值。就此,本文着重做了以下几个方面的研究:(1)运用ANSYS对节点区钢梁应力应变进行了线性的分析,对试验做出了指导。(2)通过对钢—混凝土组合连梁与剪力墙节点承载力的理论分析,探讨了节点核心区受力情况,给出了节点核心区承载力计算公式及影响因素。(3)进行了5个钢—混凝土组合连梁与剪力墙节点试验,研究了节点的破坏机理与节点承载力的主要影响因素。(4)通过5个节点试件破坏机理的分析,给出了组合梁节点的破坏过程与破坏特征。(5)对组合节点承载力试验结果,采用统计分析软件SPSS回归分析了节点承载力的主要影响因素,建议了组合节点承载力计算公式,并用多个试验数据验证了其准确性和安全性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.1.1 引言
• 1.1.2 课题提出
• 1.2 研究现状的总结
• 1.2.1 混凝土剪力墙
• 1.2.1.1 国内研究现状
• 1.2.1.2 国外研究现状
• 1.2.2 钢筋混凝土连梁与剪力墙连接节点
• 1.2.3 钢连梁与混凝土墙节点
• 1.2.4 钢—混凝土组合连梁与剪力墙节点
• 1.2.5 国内外钢梁以及组合连梁与剪力墙节点研究的不足之处
• 1.3 本文的主要工作
• 1.3.1 本文研究的内容
• 1.3.2 研究方法
• 第二章 组合连梁与混凝土剪力墙节点线性有限元分析
• 2.1 模型的建立
• 2.1.1 钢筋混凝土有限元模型的选择
• 2.1.2 型钢单元的选择
• 2.1.3 型钢与混凝土连接单元的选择
• 2.1.4 本文的有限元模型
• 2.2 模型分析方法及其结果
• 2.2.1 模型分析方法
• 2.2.2 ANSYS分析结果
• 2.2.2.1 节点破坏形势的预测
• 2.2.2.2 节点承载力影响因素有限元弹性分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 节点承载力理论分析
• 3.1 节点受力边界条件
• 3.2 节点受力分析
• 3.2.1 节点竖向受力分析
• 3.2.2 节点竖向力分配计算
• 3.2.3 节点水平受剪分析
• 3.2.4 节点水平剪力分配计算
• 3.3 节点核心区水平抗剪承载力计算公式
• 3.3.1 钢梁的水平抗剪承载力
• 3.3.2 节点核心区混凝土的水平抗剪承载力
• 3.3.3 节点核心区钢筋的水平抗剪承载力
• 3.3.4 节点核心区墙肢轴压对水平抗剪承载力的影响
• 3.3.5 小结
• 3.4 节点核心区竖向承载力计算公式
• 3.4.1 组合连梁与混凝土节点局压破坏形式下的竖向承载力
• 3.4.2 节点构造钢筋的影响
• 3.5 本章小结
• 第四章 钢—砼组合连梁与砼剪力墙节点承载力的试验研究
• 4.1 试验概况
• 4.1.1 试验目的
• 4.1.2 试验研究内容
• 4.1.3 试件模型设计
• 4.2 试件制作
• 4.2.1 组合梁制作
• 4.2.2 墙肢制作
• 4.2.3 节点连接区制作
• 4.2.4 试件施工及试验材料的力学性能
• 4.3 试验加载及量测
• 4.3.1 试验加载方案和加载装置
• 4.3.2 试验加载制度
• 4.3.3 试验量测内容及测点布置
• 4.4 试件受力破坏过程及特点
• 4.4.1 试验破坏过程及特点
• 4.4.2 试验破坏特点及分段
• 4.5 节点承载力试验结果及分析
• 4.5.1 实验数据的整理
• 4.5.2 实验数据与理论公式计算数值的对比分析
• 4.5.2.1 节点区核心区水平剪力对比分析
• 4.5.2.2 节点竖向承载力比较分析
• 4.5.3 小结
• 4.6 节点承载力公式的回归分析
• 4.6.1 引言
• 4.6.2 统计分析软件SPSS for Windows的简介
• 4.6.3 竖向承载力回归公式
• 4.7 回归公式计算值与试验值的比较分析
• 4.8 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 主要结论
• 5.3 有待进一步探讨的问题
• 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
• 一 参与科研项目
• 二 发表论文