【摘要】：本文結(jié)合預(yù)應(yīng)力鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)跨度大、承載力高以及截面尺寸小等優(yōu)點,以提高框架結(jié)構(gòu)的抗震性能為目標,提出一種新型的預(yù)制預(yù)應(yīng)力桁架式鋼骨混凝土框架結(jié)構(gòu),并對其進行了相關(guān)的試驗研究及理論計算分析。預(yù)制預(yù)應(yīng)力桁架式鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)中的桁架式鋼骨是由弦桿、腹桿、節(jié)點板等鋼構(gòu)件通過焊接的方式連接成的一個整體,并在大跨結(jié)構(gòu)或重載荷結(jié)構(gòu)中施加適當?shù)念A(yù)應(yīng)力,就形成了預(yù)制預(yù)應(yīng)力桁架式鋼骨混凝土結(jié)構(gòu),其可應(yīng)用于工業(yè)廠房、住宅及橋梁等絕大多數(shù)結(jié)構(gòu)體系中。本文主要完成了以下幾點工作:(1)進行了兩榀桁架式鋼骨混凝土門式框架試件在水平低周循環(huán)往復荷載作用下的抗震性能試驗研究,并觀察試驗過程及破壞形態(tài),研究試件在試驗中的滯回特性、骨架曲線、剛度退化、耗能能力、殘余變形等抗震性能,同時對梁端與柱腳的弦桿角鋼和斜腹桿角鋼應(yīng)變變化規(guī)律進行了分析,得到該框架結(jié)構(gòu)的出鉸順序。試驗結(jié)果表明:兩榀試件的荷載-位移滯回曲線飽滿,沒有明顯的捏縮現(xiàn)象,表現(xiàn)出良好的抗震性能,且施加預(yù)應(yīng)力對延性、耗能能力和變形恢復性能沒有明顯影響;試件上預(yù)應(yīng)力的施加可以延緩加載過程中裂縫的出現(xiàn)與延伸;兩榀門式框架試件的出鉸順序相同,均為“先梁端后柱腳”,表明該框架結(jié)構(gòu)符合“強柱弱梁”的設(shè)計要求;(2)基于三維單元理論,運用ABAQUS有限元軟件,對桁架式鋼骨混凝土門式框架試件模型進行水平荷載作用下的力學性能有限元模擬。模擬結(jié)果表明,通過有限元模擬分析方法所獲得的試件破壞形態(tài)、極限荷載和骨架曲線均與試驗實測結(jié)果較為吻合;(3)對預(yù)制預(yù)應(yīng)力桁架式鋼骨混凝土框架結(jié)構(gòu)的恢復力模型特性進行了研究。研究結(jié)果表明:多種影響因素中,柱長細比和軸壓比是最重要的影響因素,隨著柱長細比的增加,框架承載力降低,峰值荷載減小,側(cè)向剛度降低,位移延性提高,而隨著軸壓比的增加,框架位移變小,變形性能變差;(4)在參數(shù)分析結(jié)果的基礎(chǔ)上,回歸得到了單層單跨預(yù)制預(yù)應(yīng)力桁架式鋼骨混凝土框架結(jié)構(gòu)的恢復力模型,該模型能夠?qū)Υ祟惪蚣芙Y(jié)構(gòu)在水平荷載下的滯回性能進行較好的預(yù)測。
【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU398.9;TU352.11
【圖文】：

１．２．１鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，是一種以型鋼作為其主要受力構(gòu)件并輔以適量鋼筋［４］的混凝土結(jié)構(gòu)逡逑形式，該結(jié)構(gòu)的承載力較高且抗側(cè)剛度較大［５］。因此，當承受的荷載相同時，鋼骨混凝土逡逑組合結(jié)構(gòu)就可以大大減少梁、柱等構(gòu)件的截面面積，這樣不僅能夠避免建筑物出現(xiàn)“肥梁逡逑胖柱”的情況，而且減少了結(jié)構(gòu)自重，增加了建筑物高度，對改善建筑功能、降低建筑造逡逑價及提高建筑抗震性能等多個方面都有所幫助，可取得較好的綜合經(jīng)濟效益［＆７］。一般的鋼逡逑骨混凝土結(jié)構(gòu)包括實腹式和空腹式兩種結(jié)構(gòu)形式，如圖１－１所示。研究表明，相較于普通逡逑鋼結(jié)構(gòu)，鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)中的外包混凝土可以有效阻止內(nèi)部鋼材在局部發(fā)生屈服，顯逡逑著提升構(gòu)件的整體剛度，防止結(jié)構(gòu)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)屈曲破壞，不至于因為鋼材局部屈服而使得鋼逡逑構(gòu)件過早地退出工作，使結(jié)構(gòu)中鋼材的強度能夠得到更為充分的發(fā)揮［８＿９】。同時，外包的混逡逑凝土還能夠提高結(jié)構(gòu)的耐久性和耐火性，節(jié)約鋼材使用量超過５０％以上［１Ｇ］。此外，鋼結(jié)構(gòu)逡逑骨架自身具有一定的承載能力，不僅可以承受施工過程中人員、材料的荷載，還可以將鋼逡逑骨作為模板架設(shè)的固定點，減少模板的支撐架設(shè)工作，且在多層結(jié)構(gòu)的施工過程中，只要逡逑鋼骨架設(shè)好就可以繼續(xù)進行上層的施工，無需等待混凝土達到一定強度，這有利于加快施逡逑工速度，縮短施工時間。逡逑

一，預(yù)應(yīng)力桁架式鋼骨混凝土框架結(jié)構(gòu)中預(yù)制接頭的連接拼裝。試件澆筑時采用木模板搭設(shè)具并澆筑，澆筑時保證一次性連續(xù)澆筑完成，并在合適溫度下養(yǎng)護２８天以上。在試件澆的同時，制作３組１５０ｍｍｘｌ５０ｍｍ＞＜１５０ｍｍ標準混凝土試塊及３組Ｉ５０ｍｍｘｌ５０ｍｉｎｘ３００ｍｍ混凝土試塊以供將來做混凝土材料力學性能試驗，并與試件在同等條件下養(yǎng)護。逡逑試件ＧＪ－２框架梁采用１８６０級ＡＳ１２．７的鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力筋，預(yù)應(yīng)力筋呈曲線型置，在梁端處位于梁上側(cè)，在梁跨中處位于梁下側(cè)，在張拉完成之后灌漿，具體線型布圖如圖２－３所示。預(yù)應(yīng)力鋼絞線的線型由固定在梁鋼桁架中的波紋管控制，預(yù)留灌漿孔道，逡逑梁兩端預(yù)埋２０ｍｍ厚鋼板，并在鋼板后放置螺旋鋼筋以防止梁端局部承壓過大而造成損壞，逡逑梁端處理詳圖如圖２－４所示。在試件ＧＪ－２澆筑完成并養(yǎng)護２８天后，對梁中的預(yù)應(yīng)力鋼線進行張拉，采用單根夾片錨錨具將預(yù)應(yīng)力鋼絞線固定在梁兩端預(yù)埋的鋼板上，張拉控應(yīng)力ｃＪａ＞ｎ＝0．７〗／ｐｔｋ＝１３９５Ｎ／ｍｍ２。試驗開始前，通過在錨固端布置的壓力傳感器觀測預(yù)應(yīng)鋼絞線的實際應(yīng)力變化情況，得出預(yù)應(yīng)力鋼絞線實際的有效預(yù)應(yīng)力值。經(jīng)測量，試驗開前試件ＧＪ－２門式框架梁中的預(yù)應(yīng)力鋼絞線有效預(yù)應(yīng)力值為１０２０邋Ｎ／ｍｍ２。圖２－５為桁架鋼骨架，圖２－６為澆筑成型后的試件。逡逑

一，預(yù)應(yīng)力桁架式鋼骨混凝土框架結(jié)構(gòu)中預(yù)制接頭的連接拼裝。試件澆筑時采用木模板搭設(shè)具并澆筑，澆筑時保證一次性連續(xù)澆筑完成，并在合適溫度下養(yǎng)護２８天以上。在試件澆的同時，制作３組１５０ｍｍｘｌ５０ｍｍ＞＜１５０ｍｍ標準混凝土試塊及３組Ｉ５０ｍｍｘｌ５０ｍｉｎｘ３００ｍｍ混凝土試塊以供將來做混凝土材料力學性能試驗，并與試件在同等條件下養(yǎng)護。逡逑試件ＧＪ－２框架梁采用１８６０級ＡＳ１２．７的鋼絞線作為預(yù)應(yīng)力筋，預(yù)應(yīng)力筋呈曲線型置，在梁端處位于梁上側(cè)，在梁跨中處位于梁下側(cè)，在張拉完成之后灌漿，具體線型布圖如圖２－３所示。預(yù)應(yīng)力鋼絞線的線型由固定在梁鋼桁架中的波紋管控制，預(yù)留灌漿孔道，逡逑梁兩端預(yù)埋２０ｍｍ厚鋼板，并在鋼板后放置螺旋鋼筋以防止梁端局部承壓過大而造成損壞，逡逑梁端處理詳圖如圖２－４所示。在試件ＧＪ－２澆筑完成并養(yǎng)護２８天后，對梁中的預(yù)應(yīng)力鋼線進行張拉，采用單根夾片錨錨具將預(yù)應(yīng)力鋼絞線固定在梁兩端預(yù)埋的鋼板上，張拉控應(yīng)力ｃＪａ＞ｎ＝0．７〗／ｐｔｋ＝１３９５Ｎ／ｍｍ２。試驗開始前，通過在錨固端布置的壓力傳感器觀測預(yù)應(yīng)鋼絞線的實際應(yīng)力變化情況，得出預(yù)應(yīng)力鋼絞線實際的有效預(yù)應(yīng)力值。經(jīng)測量，試驗開前試件ＧＪ－２門式框架梁中的預(yù)應(yīng)力鋼絞線有效預(yù)應(yīng)力值為１０２０邋Ｎ／ｍｍ２。圖２－５為桁架鋼骨架，圖２－６為澆筑成型后的試件。逡逑

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 尹成章;孫建淵;;兩種預(yù)應(yīng)力鋼骨混凝土橋梁結(jié)構(gòu)力學性能研究[J];建設(shè)科技;2014年11期

2 徐亞豐;李曉麗;郭建;佟雪偉;段曉靜;;雙向偏壓鋼骨混凝土T形柱的試驗研究[J];四川建筑科學研究;2011年03期

3 陳俊忠;許安邦;陳宗平;;鋼骨混凝土異形柱抗震性能研究[J];廣西城鎮(zhèn)建設(shè);2011年08期

4 周君;;鋼骨混凝土核心柱溫度場及高溫后剩余承載力性能研究[J];特種結(jié)構(gòu);2009年04期

5 杜雪芳;;淺析鋼骨混凝土轉(zhuǎn)換梁的優(yōu)缺點[J];四川建筑;2009年06期

6 佟舟;鄧博;徐亞豐;;鋼骨混凝土T形柱軸心受壓的試驗研究[J];黑龍江科技信息;2008年03期

7 李淑春;蘇幼坡;刁波;張靜;;輕鋼骨混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能的試驗[J];工業(yè)建筑;2007年02期

8 蘇益聲;黃義波;唐偉平;陳宗平;;兩種不同配鋼形式鋼骨混凝土L形柱的受力性能對比分析[J];廣西大學學報(自然科學版);2007年04期

9 卞延彬,蘇幼坡,李淑春;輕鋼骨混凝土剪力墻延性的非線性有限元分析[J];地震工程與工程振動;2005年03期

10 王紹杰,劉英利,華玉,蘇幼坡,韓建強;鋼骨混凝土T型梁在大跨度壁式框架中的應(yīng)用研究[J];工業(yè)建筑;2005年10期

相關(guān)會議論文 前10條

1 蔣晶;徐亞豐;王越;;不同軸壓比下T形截面鋼骨混凝土芯柱側(cè)向沖擊性能分析[A];第十三屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學術(shù)研討會論文集[C];2013年

2 謝劍學;張華;徐利軍;;高強鋼骨混凝土在橋梁工程中的施工技術(shù)研究[A];2012年6月建筑科技與管理學術(shù)交流會論文集[C];2012年

3 范素玲;;預(yù)應(yīng)力鋼骨混凝土轉(zhuǎn)換大梁的設(shè)計[A];山東水利學會第八屆優(yōu)秀學術(shù)論文匯編[C];2003年

4 李驍春;;鋼骨混凝土懸臂梁優(yōu)化設(shè)計[A];第五屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學術(shù)研討會論文集[C];2005年

5 楊林;徐亞豐;;L形鋼骨混凝土異形柱延性研究[A];第十七屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學術(shù)研討會論文集[C];2017年

6 楊林;徐亞豐;曹敬黨;;不同加載角對L形鋼骨混凝土異形柱滯回性能的影響[A];第十三屆沈陽科學學術(shù)年會論文集（理工農(nóng)醫(yī)）[C];2016年

7 任林林;徐亞豐;李日亮;;長細比不同時的L形鋼骨混凝土異形柱抗爆性能分析[A];第十四屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學術(shù)研討會論文集[C];2014年

8 李日亮;徐亞豐;任林林;;鋼骨混凝土異形柱抗震性能有限元分析[A];第十四屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學術(shù)研討會論文集[C];2014年

9 任林林;徐亞豐;;端部約束對爆炸荷載作用下L形鋼骨混凝土異形柱的動力響應(yīng)分析[A];第十三屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學術(shù)研討會論文集[C];2013年

10 任林林;徐亞豐;;鋼筋骨架對L形鋼骨混凝土異形柱抗爆性能的影響研究[A];第十三屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學術(shù)研討會論文集[C];2013年

相關(guān)重要報紙文章 前1條

1 通訊員 郝太明　胡寶山;善打硬仗的漢子[N];中華建筑報;2011年

相關(guān)博士學位論文 前7條

1 李哲;鋼骨混凝土異形短柱承載力和延性的研究[D];西安理工大學;2007年

2 齊建偉;輕鋼骨混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)受力性能試驗研究[D];天津大學;2007年

3 王琨;套建增層預(yù)應(yīng)力鋼骨混凝土框架抗震性能試驗與分析[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

4 劉建明;核心鋼管外包鋼骨混凝土短柱受壓性能試驗與理論研究[D];燕山大學;2011年

5 趙同峰;方鋼管鋼骨混凝土構(gòu)件力學性能研究[D];東北大學;2009年

6 計靜;套建增層預(yù)應(yīng)力鋼骨混凝土框架抗震性能與設(shè)計方法研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2008年

7 程萬鵬;預(yù)制裝配式部分鋼骨混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能研究[D];大連理工大學;2015年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 金標;鋼骨混凝土剪力墻抗震性能分析[D];西安科技大學;2019年

2 季問雨;預(yù)制裝配式核心區(qū)局部鋼骨混凝土節(jié)點抗震性能分析[D];合肥工業(yè)大學;2019年

3 劉強;預(yù)制桁架式鋼骨混凝土箱梁抗彎承載力研究[D];揚州大學;2019年

4 陸一航;預(yù)制預(yù)應(yīng)力桁架式鋼骨混凝土門式框架抗震性能研究[D];揚州大學;2019年

5 韓志先;預(yù)制桁架式鋼骨混凝土箱梁抗剪承載力研究[D];揚州大學;2019年

6 賈曉峰;長期荷載作用下鋼骨混凝土短柱的滯回性能研究[D];廈門大學;2018年

7 吳賽豐;新型預(yù)制裝配式部分鋼骨混凝土梁柱節(jié)點性能研究[D];河北工程大學;2018年

8 孫恩輝;鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)多維地震反應(yīng)分析[D];華北理工大學;2018年

9 劉少杰;鋼骨混凝土組合結(jié)構(gòu)非線性地震反應(yīng)分析[D];華北理工大學;2018年

10 任林林;L形鋼骨混凝土異形柱抗爆性能有限元分析[D];沈陽建筑大學;2015年

本文編號：2790594