SRC柱-RC梁节点抗剪性能及节点加固试验研究

论文摘要

近年来,越来越多的高层建筑都采用了型钢混凝土（Steel Reinforced Concrete, SRC）结构。这种结构形式可以更好的发挥型钢和混凝土的性能。但是由于节点受力及构造复杂,对于型钢混凝土框架节点的抗震性能和设计方法研究尚较缺乏。本文以实现型钢混凝土结构性能抗震设计为目标,对SRC柱-RC梁组合件和节点核心区的抗震性能进行了试验研究和理论分析,主要开展了以下研究工作:（1）进行了2个“弱节点型”SRC柱-RC梁组合件及2个节点区采用钢板箍加固的SRC柱-RC梁震损组合件的抗震性能试验。重点研究了强节点系数对SRC组合件抗震性能及滞回特性的影响和采用钢板箍加固节点核心区的抗震效果;（2）研究型钢混凝土节点的抗剪受力机理和节点抗震设计方法;（3）研究SRC节点核心区剪力-剪切变形的恢复力模型。研究结果表明:（1）由于型钢的存在改善了结构的变形性能,型钢混凝土框架节点表现出较好的抗震性能、较强的耗能能力和延性。（2）强节点系数是控制SRC组合件破坏性态的主要影响因素,强节点系数小于1.1时一般发生节点剪切破坏。（3）节点剪切破坏型组合件的层间位移组成中,节点剪切变形和粘结滑移所占比例较大,在SRC节点抗震设计中需加强对这两种不利变形的控制。（4）采用钢板箍加固的核心区震损节点具有较好的加固效果和抗震性能。（5）提出的基于剪切变形的SRC节点设计剪力计算公式,能较好的指导不同性能目标下SRC节点设计剪力计算提供参考。（6）本文所提出的SRC节点剪力-剪切变形恢复力模型可以较合理的模拟SRC节点的弹塑性性能,所建立的模型对型钢混凝土结构的抗震设计具有一定的参考价值。本文研究成果可为型钢混凝土结构考虑节点变形的弹塑性地震反应分析提供参考,并为合理建立型钢混凝土节点的计算理论和设计方法提供理论依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究意义
• 1.2 研究概况
• 1.2.1 各国SRC 结构规范的发展
• 1.2.2 国外的研究情况
• 1.2.3 国内的研究情况
• 1.3 存在的问题
• 1.4 本文主要研究内容
• 1.4.1 研究目标
• 1.4.2 主要研究内容
• 参考文献
• 第二章 SRC 柱-RC 梁组合件抗震性能及加固试验研究
• 2.1 试件设计及制作
• 2.1.1 试件尺寸及试验参数设定
• 2.1.2 材料力学性能
• 2.1.3 震损试件的加固处理
• 2.1.4 加固方法
• 2.2 试验加载与量测方案
• 2.2.1 加载装置
• 2.2.2 加载制度
• 2.2.3 量测方案
• 2.3 试验加载过程及分析
• 2.3.1 受力破坏过程及特点
• 2.3.2 试验应变量测结果及分析
• 2.3.2.1 节点核心区箍筋及钢板箍应变变化特征
• 2.3.2.2 节点核心区型钢腹板应变变化特征
• 2.4 试件抗震性能分析
• 2.4.1 试件滞回特性分析
• 2.4.2 试件骨架曲线及主要特性分析
• 2.5 梁柱组合件试件的变形组成分析
• 2.5.1 各种变形成分的测量方法
• 2.5.2 各种变形成分及其产生的位移的简化分析
• 2.5.3 节点核心区变形受力关系比较
• 2.5.4 各种变形成分所占的比例及其规律
• 2.6 本章小结
• 参考文献
• 第三章 基于节点剪切变形的 SRC 节点设计剪力分析计算
• 3.1 节点受力机理
• 3.1.1 框架节点受力的分析
• 3.1.2 节点抗剪力学模型
• 3.2 节点剪切变形性态水平分
• 3.3 基于节点剪切变形的型钢混凝土节点抗剪承载力分析
• 3.3.1 型钢对节点抗剪的贡献
• 3.3.2 混凝土对节点抗剪的贡献
• 3.3.3 箍筋对节点抗剪的贡献
• 3.3.4 计算值与试验值的比较
• 3.4 基于节点剪切变形的SRC 节点抗剪设计计算分析
• 3.5 基于节点剪切变形的SRC 节点剪力设计计算与试验结果对比
• 3.6 本章小结
• 参考文献
• 第四章 SRC 节点恢复力模型的建立
• 4.1 现有恢复力模型
• 4.2 建议的恢复力模型
• 4.2.1 骨架曲线的确定
• 4.2.2 SRC 节点屈服曲率和屈服剪力的确定
• 4.2.3 SRC 节点最大剪力的确定
• 4.3 滞回规则
• 4.4 建议骨架曲线与试验结果的比较
• 4.5 本章小结
• 参考文献
• 第五章 结论与建议
• 5.1 主要结论
• 5.2 问题和建议
• 致谢