型钢超高强混凝土柱节点抗震性能试验研究

论文摘要

随着现代建筑的发展,建筑物的高度、跨度不断增加,传统的钢筋混凝土结构已经越来越不能胜任结构发展的需要。超高强混凝土结构的应用虽然能够提高构件的承载力,有效减小构件的截面尺寸,建造高层或超高层建筑,但超高强混凝土的延性较差、脆性较大,这在结构中是不容忽视的缺点。型钢超高强混凝土结构是指在钢筋超高强混凝土结构内部埋置型钢的一种新型结构型式。在型钢超高强混凝土结构中,型钢和超高强混凝土相互作用,使各自强度得到提高,同时由于型钢的存在,能够改善超高强混凝土本身延性差而带来的不利于抗震的脆性特性。因此,这种结构有着巨大的发展潜力和广阔的发展空间。目前,国内外对型钢普通混凝土结构或构件的抗震性能进行了大量的研究工作,而对型钢超高强混凝土结构或构件的研究尚不多见。基于此,本文就型钢超高强混凝土柱/钢筋混凝土梁节点的抗震性能进行了研究。通过低周期反复荷载作用下型钢超高强混凝土柱/钢筋混凝土梁节点的试验,研究其受力过程和破坏机理,对试验过程进行了详细的描述并对试验结果进行了初步的分析;得到了节点的滞回曲线和骨架曲线;研究节点的延性性能、耗能能力、强度退化、刚度退化;分析节点核心区型钢、箍筋及梁纵筋应变的变化情况。通过对试验结果进行分析,讨论节点核心区水平剪力的计算方法,研究了型钢超高强混凝土柱/钢筋混凝土梁节点核心区的抗裂机理;建立了节点核心区的抗裂承载力计算公式,并通过试验验证了该理论公式的正确性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 型钢混凝土结构的研究及应用
• 1.1.1 型钢混凝土简介
• 1.1.2 型钢混凝土结构的特点
• 1.1.3 型钢混凝土结构在国内外的研究和应用
• 1.1.3.1 型钢混凝土结构在国外的研究和应用
• 1.1.3.2 型钢混凝土结构在国内的研究和应用
• 1.1.3.3 型钢混凝土结构的设计方法
• 1.2 超高强混凝土的研究与应用
• 1.2.1 超高强混凝土的现状和发展
• 1.2.2 超高强混凝土的特点
• 1.2.3 超高强混凝土的工程应用
• 1.3 型钢超高强混凝土结构的发展及其应用前景
• 1.4 型钢混凝土框架节点的研究及存在问题
• 1.4.1 型钢混凝土框架节点的连接形式与构造
• 1.4.2 型钢混凝土框架节点的研究现状
• 1.4.3 我国型钢混凝土框架节点研究中现存问题
• 1.5 本课题的研究目的和内容
• 1.5.1 研究目的
• 1.5.2 研究内容
• 2 型钢超高强混凝土柱节点抗震性能试验概况
• 2.1 试件概况
• 2.1.1 试件设计
• 2.1.2 材料性能
• 2.1.2.1 混凝土的配制
• 2.1.2.2 材性试验
• 2.2 试验装置与量测内容
• 2.2.1 试验装置
• 2.2.2 试验加载制度
• 2.2.3 测点布置及测试内容
• 2.2.3.1 测点布置
• 2.2.3.2 测试内容
• 2.3 本章小结
• 3 型钢超高强混凝土柱节点抗震性能研究
• 3.1 试验现象与破坏形态
• 3.2 受力过程分析
• 3.3 荷载—位移滞回曲线
• 3.4 骨架曲线
• 3.5 延性性能
• 3.5.1 体积配箍率的影响
• 3.5.2 轴压比的影响
• 3.6 耗能能力
• 3.7 强度退化
• 3.8 刚度退化
• 3.9 变形分析
• 3.9.1 梁端塑性铰区转角
• 3.9.2 节点核心区剪切变形
• 3.10 应变分析
• 3.10.1 梁端纵筋应变
• 3.10.2 节点核心区箍筋应变
• 3.11 本章小结
• 4 型钢超高强混凝土柱节点受力及抗裂承载力分析
• 4.1 节点受力分析
• 4.1.1 节点域受力分析
• 4.1.2 总水平剪力的计算
• 4.1.3 节点各部分承担的水平剪力
• 4.2 节点受力机理
• 4.3 节点核心区抗裂机理及承载能力计算
• 4.4 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 本文的主要结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢