發(fā)布時(shí)間：2018-12-21 13:04

【摘要】：采用鋼連梁代替原有的鋼筋混凝土連梁，形成混合連肢墻體系。鋼連梁按照偏心支撐鋼框架耗能梁段進(jìn)行設(shè)計(jì)，它結(jié)合了鋼梁變形能力強(qiáng)、混凝土剪力墻側(cè)向剛度大的優(yōu)點(diǎn)，更加適用于高抗震設(shè)防烈度地區(qū)，其獨(dú)特的優(yōu)越性得到科研工作者的高度重視。鋼連梁與剪力墻的連接節(jié)點(diǎn)對(duì)于保證混合連肢墻體系的抗震性能至關(guān)重要。但以往的研究主要集中在鋼連梁直接插入剪力墻的直埋式節(jié)點(diǎn)，本課題組提出在鋼筋混凝土剪力墻的邊緣構(gòu)件中設(shè)置適當(dāng)?shù)男弯撝撨B梁與鋼柱進(jìn)行全焊連接的新型節(jié)點(diǎn)形式。通過(guò)試驗(yàn)研究、有限元分析和理論分析對(duì)這種新型節(jié)點(diǎn)在循環(huán)荷載作用下的破壞機(jī)理進(jìn)行了研究，提出了相應(yīng)的抗震設(shè)計(jì)方法。 為研究這種新型節(jié)點(diǎn)的抗震性能，進(jìn)行了“強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱梁”和“弱節(jié)點(diǎn)強(qiáng)梁”兩類共6個(gè)足尺節(jié)點(diǎn)試件的低周反復(fù)加載試驗(yàn)。觀察了節(jié)點(diǎn)的破壞形態(tài)，并對(duì)試件的破壞機(jī)理、滯回性能、承載能力、耗能能力、變形組成以及各參數(shù)的影響進(jìn)行了分析。試驗(yàn)結(jié)果表明：強(qiáng)節(jié)點(diǎn)試件滯回曲線呈紡錘形，具有良好的抗震性能，類似于偏心支撐鋼框架耗能梁段的性能，能很好地解決混凝土連梁配筋困難、小跨高比連梁延性不足的問(wèn)題；弱節(jié)點(diǎn)試件破壞形態(tài)為剪切破壞，與鋼梁-型鋼混凝土柱節(jié)點(diǎn)的破壞形態(tài)類似，延性和耗能能力比普通混凝土節(jié)點(diǎn)優(yōu)越。 基于試驗(yàn)研究結(jié)果，利用有限元軟件ABAQUS對(duì)試件進(jìn)行了低周反復(fù)荷載作用下的有限元模擬，選用合適的拉、壓損傷本構(gòu)模型并考慮了鋼與混凝土之間的粘結(jié)滑移，將計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，兩者吻合較好。在此基礎(chǔ)上對(duì)弱節(jié)點(diǎn)模型進(jìn)行了參數(shù)分析，主要研究了節(jié)點(diǎn)域鋼腹板高度和厚度、箍筋直徑、水平分布筋直徑、軸壓比、混凝土強(qiáng)度、是否設(shè)置面承載板等參數(shù)對(duì)節(jié)點(diǎn)滯回性能的影響。 根據(jù)試驗(yàn)和有限元分析結(jié)果分析了新型混合連肢墻節(jié)點(diǎn)的受力機(jī)理，對(duì)型鋼混凝土暗柱的邊界條件進(jìn)行了力學(xué)簡(jiǎn)化，將復(fù)雜的新型混合連肢墻節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為已有一定研究成果的鋼梁與型鋼混凝土柱節(jié)點(diǎn)，提出了計(jì)算混合連肢墻節(jié)點(diǎn)水平剪力的計(jì)算模型，得到了節(jié)點(diǎn)核心區(qū)水平剪力的計(jì)算公式。參考已有的研究成果，給出了節(jié)點(diǎn)的抗剪承載力計(jì)算公式，將試驗(yàn)及有限元分析結(jié)果與公式計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，吻合較好。提出了剪切屈服型鋼連梁與彎曲屈服型鋼連梁的極限承載力公式，并結(jié)合節(jié)點(diǎn)核心區(qū)極限承載力公式設(shè)計(jì)了兩個(gè)節(jié)點(diǎn)試件，通過(guò)有限元計(jì)算，，證明了計(jì)算公式的準(zhǔn)確性。
[Abstract]:The steel connecting beam is used instead of the original reinforced concrete connecting beam to form the mixed multi-limb wall system. The steel-connected beam is designed according to the energy dissipation beam section of eccentrically braced steel frame. It combines the advantages of strong deformation ability of steel beam and large lateral stiffness of concrete shear wall, so it is more suitable for high seismic fortification area. Its unique superiority is highly valued by researchers. The connection joint between steel beam and shear wall is very important to ensure the seismic performance of hybrid wall system. However, previous studies mainly focused on the direct-buried joints in which steel beams were directly inserted into shear walls. Our group proposed that appropriate steel columns should be installed in the edge members of reinforced concrete shear walls. A new type of joint for full welding of steel-connected beams and columns. Through experimental research, finite element analysis and theoretical analysis, the failure mechanism of this new type of joint under cyclic load is studied, and the corresponding seismic design method is put forward. In order to study the seismic behavior of this new type of joints, the low-cycle repeated loading tests of six full-scale joint specimens were carried out, namely, "strong joints with strong joints" and "strong beams with weak joints". The failure mechanism, hysteretic performance, load-carrying capacity, energy dissipation capacity, deformation composition and the influence of the parameters of the specimens were analyzed. The test results show that the hysteretic curve of the strong joint specimen is spindle-shaped and has good seismic performance, which is similar to the performance of the eccentrically braced steel frame with energy dissipation beam, and can solve the problem of reinforced concrete connecting beam. The ductility of small span ratio connecting beam is insufficient; The failure mode of weak joint specimens is shear failure, which is similar to that of steel beam-steel reinforced concrete column joints, and the ductility and energy dissipation capacity are superior to those of ordinary concrete joints. Based on the experimental results, the finite element simulation of specimens under low cyclic loading is carried out by using the finite element software ABAQUS. The appropriate constitutive model of tensile and compressive damage is selected and the bond-slip between steel and concrete is considered. The calculated results are in good agreement with the experimental results. On this basis, the parameter analysis of the weak joint model is carried out. The height and thickness of steel web plate, the diameter of stirrups, the diameter of horizontally distributed bars, the axial compression ratio, the strength of concrete in the joint domain are studied. Whether or not to set the surface bearing plate and other parameters on the hysteretic performance of the joint. Based on the results of test and finite element analysis, the mechanical mechanism of the new type of composite wall joints is analyzed, and the boundary conditions of the steel reinforced concrete (SRC) dark columns are simplified by mechanics. In this paper, the complex new hybrid wall joints are transformed into the steel beam and steel reinforced concrete column joints which have been studied. A model for calculating the horizontal shear force of the joint is proposed, and the formula for calculating the horizontal shear force in the core area of the joint is obtained. With reference to the existing research results, the formulas for calculating the shear capacity of joints are given. The results of test and finite element analysis are compared with those of the formulas, and the results are in good agreement. The ultimate bearing capacity formula of shear yield steel connecting beam and bending yield steel connecting beam is put forward, and two joint specimens are designed in combination with the ultimate bearing capacity formula of the core zone of joint. The accuracy of the calculation formula is proved by finite element calculation.
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TU352.11

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本文編號(hào)：2388945