本文關(guān)鍵詞：現(xiàn)澆空心樓蓋板柱增強節(jié)點抗沖切性能試驗研究

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【摘要】：框架—板柱組合結(jié)構(gòu)體系自問世以來,由于其大柱網(wǎng)、大開間、空間利用率高等優(yōu)勢已經(jīng)被人們所接受,目前已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到工程實踐中。然而通常情況下,板柱結(jié)構(gòu)體系中由于柱網(wǎng)間距比較大導(dǎo)致樓蓋自重約占總自重的60%~80%,無梁使得樓板自重直接由柱承擔(dān),樓蓋較大的自重導(dǎo)致板柱交接處負(fù)荷嚴(yán)重,節(jié)點較為薄弱,因此降低了整個建筑物的安全可靠度,這些問題又在一定程度上限制了板柱結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展。數(shù)百年來,國內(nèi)外就板沖切問題開展了廣泛的試驗研究和理論分析,并取得了許多令人滿意的科研成果。本文在前人研究的基礎(chǔ)上,以減少樓蓋自重、提高節(jié)點剛度作為出發(fā)點,致力于開發(fā)質(zhì)量輕、強度高、適用性好的板柱節(jié)點。為此開發(fā)了6個現(xiàn)澆空心樓蓋板柱增強節(jié)點,該節(jié)點是一種通過埋芯成孔工藝制備而成節(jié)點核心區(qū)增強的一種新型板柱節(jié)點,不僅很好地解決了樓蓋自重較大、節(jié)點薄弱等關(guān)鍵問題,而且具有良好的隔音、隔熱效果。本文在核心區(qū)域局部實心并設(shè)置暗梁的基礎(chǔ)上,主要研究了配置彎起鋼筋和型鋼剪力架的板柱節(jié)點的抗沖切性能,得到相關(guān)試件的荷載—位移曲線、荷載—應(yīng)變曲線、裂縫發(fā)展趨勢、延性系數(shù)等力學(xué)性能指標(biāo),并對比分析了板厚120mm和板厚140mm兩種類型試件沖切特征的差異,取得了較為滿意的試驗結(jié)果。采用數(shù)值分析軟件ABAQUS對所有試件受力的全過程進行了計算,通過對數(shù)值分析云圖、荷載—位移曲線的分析研究,數(shù)值計算結(jié)果與試驗結(jié)果吻合較好,同時依據(jù)數(shù)值模擬可判別試件的破壞形態(tài)。通過改變參數(shù)設(shè)置建立有限元模型探討了彎起鋼筋作用面積、暗梁、暗梁箍筋間距、板筋配筋率、型鋼剪力架臂長等因素對增強節(jié)點沖切特性的影響,從而更加深刻揭示現(xiàn)澆空心樓蓋板柱增強節(jié)點的受力機理。在試驗研究和數(shù)值分析的基礎(chǔ)上,參考我國規(guī)范規(guī)程,選取大量試驗數(shù)據(jù)為樣本,采用回歸分析的方法給出了適用于本試驗受沖切承載力計算方法的半經(jīng)驗理論計算公式。同時,以試驗試件為算例對比分析了中國、美國、歐洲、日本、加拿大規(guī)范關(guān)于板受沖切承載力計算的差異,建議我國在板柱結(jié)構(gòu)設(shè)計時應(yīng)考慮板筋配筋率對節(jié)點抗沖切性能的影響。
【關(guān)鍵詞】：空心樓蓋 板柱增強節(jié)點 受沖切承載力 抗沖切元件 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：河南工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU375
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第一章 緒論12-23
• 1.1 選題背景及研究現(xiàn)狀12-16
• 1.1.1 選題背景12
• 1.1.2 鋼筋混凝土板沖切性能的國內(nèi)外研究概況12-15
• 1.1.3 現(xiàn)澆空心樓蓋的國內(nèi)外研究概況15-16
• 1.2 板柱節(jié)點沖切性能研究方法概述16-17
• 1.3 板柱節(jié)點的破壞類型17-19
• 1.3.1 無沖切元件17
• 1.3.2 有沖切元件17-19
• 1.4 我國規(guī)范規(guī)程對節(jié)點沖切承載力的規(guī)定19-21
• 1.4.1 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范（GB50010-2010）的規(guī)定19-20
• 1.4.2 無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ 92-2004)的規(guī)定20
• 1.4.3 江蘇省框架—板柱組合結(jié)構(gòu)（體系）技術(shù)規(guī)程(蘇JG/T020-2006)的規(guī)定20-21
• 1.5 研究目標(biāo)和主要研究內(nèi)容21-23
• 第二章 現(xiàn)澆空心樓蓋板柱增強節(jié)點抗沖切性能試驗方案23-32
• 2.1 試件設(shè)計與制作23-26
• 2.1.1 試件設(shè)計23-25
• 2.1.2 試件制作25-26
• 2.2 加載裝置與加載制度26-28
• 2.2.1 試驗加載裝置26-27
• 2.2.2 試驗加載制度27-28
• 2.3 測試內(nèi)容及測試方案28-31
• 2.3.1 試驗測試內(nèi)容28
• 2.3.2 荷載位移曲線及裂縫開展情況28
• 2.3.3 位移測試方案28-29
• 2.3.4 應(yīng)變測試方案29-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第三章 現(xiàn)澆空心樓蓋板柱增強節(jié)點抗沖切試驗現(xiàn)象及結(jié)果分析32-56
• 3.1 材料性能試驗32-33
• 3.1.1 鋼筋與槽鋼材料性能試驗32-33
• 3.1.2 混凝土材料性能試驗33
• 3.2 試驗過程33-42
• 3.3 主要試驗結(jié)果42-51
• 3.3.1 主要數(shù)據(jù)及破壞形態(tài)42-43
• 3.3.2 荷載—位移曲線43-44
• 3.3.3 混凝土應(yīng)變44-46
• 3.3.4 鋼筋應(yīng)變46-51
• 3.4 試驗結(jié)果分析51-54
• 3.4.1 抗沖切元件對節(jié)點抗沖切性能的影響51-52
• 3.4.2 板厚對節(jié)點抗沖切性能的影響52-53
• 3.4.3 延性系數(shù)53-54
• 3.4.4 剛度退化及耗能特征54
• 3.5 本章小結(jié)54-56
• 第四章 現(xiàn)澆空心樓蓋板柱增強節(jié)點數(shù)值模擬分析56-76
• 4.1 材料本構(gòu)關(guān)系56-58
• 4.1.1 混凝土本構(gòu)關(guān)系56-57
• 4.1.2 鋼筋本構(gòu)關(guān)系57-58
• 4.2 數(shù)值模型的建立58-59
• 4.2.1 單元選取及網(wǎng)格劃分58
• 4.2.2 接觸定義與邊界條件58-59
• 4.2.3 加載過程及數(shù)值模型59
• 4.3 數(shù)值模擬結(jié)果分析59-67
• 4.3.1 數(shù)值分析云圖59-65
• 4.3.2 數(shù)值分析結(jié)果與試驗結(jié)果對比65-67
• 4.4 參數(shù)分析67-74
• 4.4.1 局部實心對節(jié)點抗沖切性能的影響67-68
• 4.4.2 暗梁對節(jié)點抗沖切性能的影響68-70
• 4.4.3 暗梁箍筋間距對節(jié)點抗沖切性能的影響70
• 4.4.4 縱筋配筋率對節(jié)點抗沖切性能的影響70-71
• 4.4.5 彎起鋼筋個數(shù)對節(jié)點抗沖切性能的影響71-72
• 4.4.6 彎起鋼筋直徑對節(jié)點抗沖切性能的影響72-73
• 4.4.7 型鋼剪力架臂長對節(jié)點抗沖切性能的影響73-74
• 4.4.8 型鋼剪力架含鋼率對節(jié)點抗沖切性能的影響74
• 4.5 本章小結(jié)74-76
• 第五章 現(xiàn)澆空心樓蓋板柱增強節(jié)點抗沖切試驗分析76-94
• 5.1 試件裂縫發(fā)展機理分析76-82
• 5.1.1 彈性薄板小撓度理論的基本假設(shè)76
• 5.1.2 彈性薄板小撓度理論76-80
• 5.1.3 裂縫分布80-82
• 5.2 縱向抗彎鋼筋82-83
• 5.2.1 無抗彎縱筋板柱節(jié)點的極限承載力82-83
• 5.2.2 抗彎縱筋對極限承載力的影響83
• 5.3 節(jié)點受沖切承載力理論計算83-89
• 5.3.1 無抗沖切元件鋼筋混凝土實心板受沖切承載力計算公式83-85
• 5.3.2 配置抗沖切元件鋼筋混凝土實心板受沖切承載力計算公式85-86
• 5.3.3 無抗沖切元件鋼筋混凝土空心板受沖切承載力計算公式86-87
• 5.3.4 現(xiàn)澆空心樓蓋板柱增強節(jié)點受沖切承載力計算公式87-89
• 5.4 國內(nèi)外規(guī)范89-93
• 5.4.1 國內(nèi)規(guī)范89-90
• 5.4.2 國外規(guī)范90-93
• 5.5 本章小結(jié)93-94
• 第六章 結(jié)論與展望94-97
• 6.1 結(jié)論94-95
• 6.2 展望95-97
• 附錄97-106
• 參考文獻106-110
• 致謝110-111
• 作者簡介111-112
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的學(xué)術(shù)成果112

【參考文獻】

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本文編號：742617