钢连梁与混凝土剪力墙节点承载力试验研究与分析

论文摘要

因为组合结构能更好的发挥型钢和混凝土材料各自优势,组合子结构之间的受力性能的良好互补,所以这种体系被越来越多的被应用到实际工程中。作为结构的重要组成部分,节点的设计直接关系着整个结构能否在地震作用下实现“强节点弱构件”的延性破坏形态,进而影响整个结构的延性和耗能能力。本文对钢连梁与剪力墙节点进行研究,分析节点的破坏机理、节点核心区的承载力以及对承载力的影响因素进行探讨。就此,本文着重做了以下几个方面的研究:(1)通过对钢连梁与剪力墙节点的理论分析,初步探讨节点核心区受力情况,给出了节点核心区竖向承载力和水平剪切承载力计算公式。(2)通过对1个钢连梁与剪力墙节点的试验研究,并结合以往其他试验结果,对钢连梁与剪力墙节点的破坏模式、应变分布规律、节点竖向承载力和水平承载力等进行了分析和讨论,确定节点屈服和节点的承载力计算公式。(3)采用有限元软件ANSYS对试件进行了非线性分析,对节点的了解钢梁的应力分布情况。对比实验结果、公式理论计算结果、有限元结果,确定钢连梁埋入长度、混凝土强度、钢连梁翼缘宽度对节点承载力的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究现状
• 1.2.1 连梁主要存在的问题
• 1.2.2 连梁研究现状
• 1.2.3 钢连梁与混凝土墙节点
• 1.3 课题的提出
• 1.4 本文的主要工作
• 1.4.1 本文研究的内容
• 1.4.2 研究方法
• 第二章 节点理论分析
• 2.1 节点受力边界条件
• 2.2 节点受力分析
• 2.2.1 节点竖向受力分析
• 2.2.2 节点水平受力分析
• 2.2.3 节点核心区剪切变形分析
• 2.3 节点承载力公式
• 2.3.1 节点核心区承载力分析
• 2.3.2 节点核心区竖向承载力计算公式
• 2.3.3 节点核心区水平抗剪承载力计算公式
• 2.3.4 节点承载力公式
• 2.4 试件核心区构造措施对承载力影响
• 2.4.1 约束边缘构件的影响
• 2.4.2 墙肢轴力的影响
• 2.5 本章小节
• 第三章 钢梁与剪力墙节点承载力影响的试验研究
• 3.1 试验概况
• 3.1.1 试验目的
• 3.1.2 试验研究内容
• 3.1.3 试件模型设计
• 3.2 试件制作
• 3.2.1 钢梁制作
• 3.2.2 墙肢制作
• 3.2.3 节点连接区制作
• 3.2.4 试件施工及试验材料的力学性能
• 3.3 试验加载及量测
• 3.3.1 试验加载方案和加载装置
• 3.3.2 试验加载制度
• 3.3.3 试验量测内容及测点布置
• 3.4 节点受力破坏过程及特点
• 3.4.1 JD-9受力破坏过程试验现象
• 3.5 试件应变分析
• 3.5.1 钢梁应变分析
• 3.5.2 钢筋应变分析
• 3.5.3 节点屈服确定
• 3.6 节点的承载力分析
• 3.6.1 节点区竖向荷载—位移曲线分析
• 3.6.2 节点区竖向承载力对比分析
• 3.6.3 节点极限承载力比较分析
• 3.7 本章小结
• 第四章 钢连梁与砼剪力墙节点承载力非线性有限元分析
• 4.1 前言
• 4.2 材料的本构关系及破坏准则
• 4.2.1 混凝土的单元的破坏准则
• 4.2.2 钢材的本构关系及破坏准则
• 4.2.3 钢筋的本构关系及破坏准则
• 4.3 有限元模型
• 4.3.1 有限元的建模
• 4.3.2 单元类型选择及材料参数
• 4.3.3 有限元的网格划分
• 4.3.4 边界条件及荷载
• 4.4 节点模型计算分析
• 4.4.1 结果对比
• 4.4.2 钢梁埋入长度对节点承载力的影响
• 4.4.3 混凝土强度对节点承载力的影响
• 4.4.4 钢梁翼缘宽度对节点承载力的影响
• 4.5 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