【摘要】：H型鋼部分包裹混凝土柱(PEC柱)作為一種新型的組合結構形式,充分發(fā)揮了型鋼與混凝土材料各自的優(yōu)勢,具有較高的承載力、良好的耗能能力和較好的抗火性能。PEC構件因其良好的預制性以及可裝配性,符合新時代綠色建筑方針,工程應用前景可觀�，F(xiàn)階段我國針對PEC結構的相關規(guī)范還不完善,故對PEC構件的研究不僅可以促進其理論的發(fā)展也對實際工程有指導價值。為研究不同軸壓比對PEC柱抗震性能的影響,用Q235和Q345兩種鋼材制作了11個PEC柱。以軸壓比、鋼材強度、截面尺寸及加載方式為參數(shù)對PEC柱進行低周往復荷載與單調(diào)荷載試驗。研究試件柱的破壞形式、滯回性能、強度、延性、耗能能力等,并對其軸壓比限值進行研究。研究結果表明:PEC柱的主要破壞現(xiàn)象是柱底部加勁肋上方的混凝土脫落,翼緣屈曲,橫向系桿暴露或拉斷。不同設計參數(shù)下PEC柱的滯回曲線均呈梭形;各試件延性系數(shù)最小值為2.49,極限位移角均能達到甚至超過1/50,表明PEC柱在地震荷載作用下有良好的抗震性能。軸壓比從0.2增加至0.4,試件峰值荷載提升了14.46%,極限位移降低了49.97%。軸壓比從0.4增加至0.6,試件峰值荷載提升了24.32%,極限位移降低了32.61%。循環(huán)加載位移級差不同,試件柱的剛度、強度也有區(qū)別。不同加載制度下PEC柱的耗能能力有所不同,加載循環(huán)位移級差較大的試件峰值荷載出現(xiàn)較晚,耗能能力相對較差。利用ABAQUS進行有限元模擬試驗。通過對比試驗結果,驗證有限元模型的可靠性。拓展分析可知,軸壓比的增加會提高試件的峰值荷載,但當軸壓比較大時,峰值荷載反而會下降很多。采用Q235鋼的PEC試件,在軸壓比為0.7時,延性系數(shù)為4.09;采用Q345鋼的PEC試件,軸壓比達到0.4時,延性系數(shù)為2.82,在抗震設計時應合理設計其軸壓比或匹配更高強度的混凝土。
【學位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU398.9;TU352.11
【圖文】：

發(fā)展與技術的進步，越來越多的高層及超高層建筑有著更高的要求。由多種性質(zhì)不同的材料組合而成的應用于實際工程中。其中應用最為廣泛的是鋼與混凝土組合結構是鋼管混凝土結構與型鋼混凝土結構，可以有效的減小結構底層柱的截面尺寸，因而被大型的型鋼混凝土組合柱，PEC 柱（partially encased co，將混凝土澆筑于 H 型鋼兩側翼緣之間即可，同時落的橫向系桿[2]，截面形式如圖 1.1。因型鋼和混凝 PEC 柱有良好的承載力、抗震性能以及抗火性能。多高層建筑物中，還可以對現(xiàn)有的鋼結構建筑進行

內(nèi)蒙古科技大學碩士學位論文時，距加勁肋上方 80～150mm 處出現(xiàn)豎向裂縫，原有橫向裂紋向柱中部延伸且變寬。第 6 次循環(huán)時，表面有混凝土脫落，兩側裂縫均向柱中部延伸。位移角增加至 1/5第 2 次循環(huán)時，距加勁肋上方 100mm 處兩側的水平裂縫相連且貫通整個截面，混凝土翹起，見圖 2.7（a）。位移角增加至 1/40 第 2 次循環(huán)時，加勁肋上方 100～200mm處混凝土剝離，內(nèi)部系桿露出，翼緣屈曲，見圖 2.7（b）。第 5 次循環(huán)時，荷載降至峰值荷載的 85%以下，系桿拉斷，翼緣屈曲更為明顯，試驗結束。最終破壞形態(tài)見圖2.7（c）。

內(nèi)蒙古科技大學碩士學位論文接處斷裂。循環(huán)第 9 次時，荷載降至峰值荷載的 85%以下，翼緣屈曲嚴大幅度的彎曲，試驗結束。（8）柱 8：鋼材牌號為 Q345，軸壓比為 0.4，加載方案為方案 2。試件kN，位移達到 9.31mm 時，試件屈服，加勁肋上方 150mm 處，出現(xiàn)長度向裂縫。位移達到 1.5Δy時，加勁肋上方 150mm 處，非加載側混凝土產(chǎn)向中部延伸。位移達到 2Δy時，更多裂縫陸續(xù)出現(xiàn)，加載側混凝土翹起a）。位移達到 2.25Δy時，加勁肋處到其上方 150mm 的大塊混凝土脫桿暴露，見圖 2.12（b）。繼續(xù)加載，位移達到 2.5Δy時，暴露出的系桿。位移達到 2.75Δy時，荷載降至峰值荷載的 85%以下，試驗結束，最終圖 2.12（c）。

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