【摘要】：RCS組合結(jié)構(gòu)是由鋼梁和鋼筋混凝土柱組成的一種新興結(jié)構(gòu)形式,其既綜合了鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),又具有抗震性能優(yōu)越、施工周期短等優(yōu)勢(shì),是一種經(jīng)濟(jì)高效的結(jié)構(gòu)形式。而目前對(duì)這種結(jié)構(gòu)體系研究還不完善,需要對(duì)其進(jìn)行深一步探究。本文主要對(duì)腹板貫通式RCS組合節(jié)點(diǎn)的抗震性能進(jìn)行了研究分析。運(yùn)用有限元分析軟件ANSYS建立了RCS組合節(jié)點(diǎn)的有限元模型,對(duì)其施加循環(huán)往復(fù)荷載,對(duì)比有限元模擬與已有試驗(yàn)分析結(jié)果,驗(yàn)證所建模型的可靠性。然后利用可靠模型,對(duì)四種常見(jiàn)梁貫通式RCS組合節(jié)點(diǎn)形式抗震性能進(jìn)行分析,同時(shí)探究了軸壓比、腹板強(qiáng)度等關(guān)鍵因素對(duì)節(jié)點(diǎn)抗震性能的影響。然后結(jié)合RCS組合節(jié)點(diǎn)傳力機(jī)理,進(jìn)一步提出新型的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造形式。對(duì)提出的新型RCS組合節(jié)點(diǎn)形式進(jìn)行仿真模擬,對(duì)其滯回性能、延性、破壞過(guò)程以及承載力等抗震性能指標(biāo)進(jìn)行進(jìn)一步探討。結(jié)果表明:(1)通過(guò)合理設(shè)置計(jì)算參數(shù),ANSYS可以模擬RCS組合節(jié)點(diǎn)在往復(fù)荷載下的受力過(guò)程,所得結(jié)果和試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較吻合,具有一定的參考價(jià)值。(2)四種常見(jiàn)RCS組合節(jié)點(diǎn)形式的滯回曲線均成梭形,其耗能能力要優(yōu)于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。合理的節(jié)點(diǎn)細(xì)部構(gòu)造措施可以不同程度的提升節(jié)點(diǎn)的抗震性能。并且,鋼板桶的節(jié)點(diǎn)形式可以避免在節(jié)點(diǎn)核心區(qū)腹板位置打孔布置箍筋,簡(jiǎn)化施工步驟,提高施工速度,是一種值得推廣的RCS節(jié)點(diǎn)形式。(3)通過(guò)對(duì)新型RCS組合節(jié)點(diǎn)進(jìn)行仿真分析可以得出,兩種節(jié)點(diǎn)利用不同的構(gòu)造方式分別調(diào)動(dòng)了更多混凝土參與受力,節(jié)點(diǎn)承載力大幅提高。兩者滯回曲線均成現(xiàn)梭形,耗能能力要優(yōu)于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土節(jié)點(diǎn),但均因承載力的提升而導(dǎo)致耗能能力不同程度的下降。綜合兩種節(jié)點(diǎn)形式分析結(jié)果得,擴(kuò)展鋼板桶式RCS組合節(jié)點(diǎn),其既發(fā)揮了鋼板桶式RCS組合節(jié)點(diǎn)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),又利用了外部的構(gòu)造措施提高了節(jié)點(diǎn)承載力,改善了節(jié)點(diǎn)延性,具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。而正交加勁肋式鋼板桶RCS組合節(jié)點(diǎn),由于加勁肋的存在會(huì)導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)混凝土開(kāi)裂較早,裂縫發(fā)展迅速,因此在實(shí)際應(yīng)用中,對(duì)于腹板貫通RCS組合節(jié)點(diǎn)來(lái)說(shuō),應(yīng)該盡量保證混凝土柱的整體性與連貫性,方能充分發(fā)揮RCS組合節(jié)點(diǎn)良好的抗震性能。
【學(xué)位授予單位】：石家莊鐵道大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU398.9;TU352.11
【圖文】：

美國(guó) Texas 州立大學(xué)的 Sheikh 和 Deierlein 學(xué)者[10]對(duì) 15型的 RCS 組合節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了縮尺試驗(yàn)研究。其中 7 組構(gòu)件另外 8 組采用循環(huán)往復(fù)的加載方式，其節(jié)點(diǎn)的構(gòu)造形式節(jié)點(diǎn)形式（如圖 1-1 所示）的基礎(chǔ)上通過(guò)增加補(bǔ)強(qiáng)措施得S 組合節(jié)點(diǎn)有兩種典型的破壞形式：鋼梁上下翼緣接觸的壞形式和節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土開(kāi)裂，鋼梁腹板屈服的剪切通過(guò)合理的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造措施可以顯著地提升組合節(jié)點(diǎn)的承

圖 1-2 美國(guó)常用的 RCS 組合節(jié)點(diǎn)形式1.2.1.2 日本的 RCS 組合結(jié)構(gòu)研究與發(fā)展日本起初對(duì)鋼混組合結(jié)構(gòu)的研究主要集中在了鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)上，為了保證鋼骨混凝土框架組合結(jié)構(gòu)的良好的延性以及耗能性能，日本建筑協(xié)會(huì)所制定的鋼骨混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍是有所限制的，其內(nèi)容實(shí)質(zhì)上是禁止了鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的組合應(yīng)用，因此，日本對(duì) RCS 組合節(jié)點(diǎn)的研究落后于美國(guó)。直到二十世紀(jì)八十年代末，RCS 組合結(jié)構(gòu)這種新型結(jié)構(gòu)形式的優(yōu)越性才逐漸地被日本的一些學(xué)者所認(rèn)同。最初，日本對(duì) RCS 組合節(jié)點(diǎn)的研究起始于一些私人建筑公司，但其研究卻僅僅局限在某些特定的工程實(shí)踐之中，并沒(méi)有深入地對(duì)其力學(xué)性能、破壞形式等進(jìn)行進(jìn)一步的探討[13]。直到二十世紀(jì)末，RCS 組合結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式在日本得到飛速的發(fā)展，對(duì) RCS組合節(jié)點(diǎn)的研究也掀起一陣熱潮,其節(jié)點(diǎn)細(xì)部的構(gòu)造形式也得到了極大的豐富，到二十世紀(jì)末僅關(guān)于其構(gòu)造形式的專利就有 30 多項(xiàng)[13]。日本 RCS 組合結(jié)構(gòu)研究協(xié)會(huì)經(jīng)過(guò)歸納總結(jié)，編寫了日本的《RCS 組合節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》[14]，其內(nèi)容對(duì)

內(nèi)鑲或外露橫隔板型(inner or outerdiaphragm type)及局部l SRC beam type)等 12 種結(jié)構(gòu)構(gòu)造形式。 RCS 組合節(jié)點(diǎn)的研究涉及面十分廣泛，其中既有平面節(jié)式，既包含了中柱中節(jié)點(diǎn)形式，又涉及到了邊節(jié)點(diǎn)和角于日本設(shè)計(jì)理念和具體的應(yīng)用范圍有別于美國(guó)，相比于美為中高層建筑結(jié)構(gòu)的一種替代，日本更偏向于視其為低，所以對(duì)比美國(guó)設(shè)計(jì)指南中典型的鋼梁貫通型的 RCS 組合柱貫通式的節(jié)點(diǎn)形式更多地被日本所采用[13]，圖 1-3 為日式。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號(hào)：2806686