【摘要】：傳統(tǒng)的型鋼混凝土梁具有抗震性能強、耐火性好等優(yōu)點,常用于大跨結(jié)構(gòu)及超高層建筑,但由于其施工工序繁雜,以及實腹型鋼與混凝土之間粘結(jié)強度較低,導(dǎo)致推廣和應(yīng)用受阻。而部分預(yù)制裝配型鋼混凝土梁是將裝配式技術(shù)應(yīng)用在性能突出的型鋼混凝土結(jié)構(gòu)上,它既具有施工方便、環(huán)保節(jié)約等優(yōu)點,又具有抗震性能好、承載力高的特性,因此發(fā)展前景非常廣闊。本文為了解決傳統(tǒng)實腹型鋼與混凝土之間粘結(jié)性能不佳的問題,采用蜂窩型鋼取代實腹型鋼,形成新的部分預(yù)制裝配蜂窩型鋼混凝土梁,并對其受彎性能進行深入研究,具有重要的理論應(yīng)用價值。本文主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:(1)利用有限元軟件ABAQUS分別建立3個部分預(yù)制裝配蜂窩型鋼混凝土梁的縮尺模型,分析破壞形態(tài)、應(yīng)力分布及荷載-撓度曲線,并與試驗結(jié)果進行對比,結(jié)果表明:曲線吻合較好,驗證了建模分析的正確性與可靠性。(2)建立了部分預(yù)制裝配蜂窩型鋼混凝土梁的足尺精細化模型,采取數(shù)值分析的方法,從裂縫發(fā)展、破壞形態(tài)、應(yīng)力分布、荷載-撓度曲線等方面進行全過程分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn):該類型梁的破壞過程分為未裂、帶裂縫工作、鋼材屈服至截面破壞三個階段,但與普通鋼筋混凝土梁不同,其在開裂和屈服階段剛度不會出現(xiàn)明顯的降低。同時,建立了同尺寸的全現(xiàn)澆蜂窩型鋼混凝土梁模型,分析比較發(fā)現(xiàn):部分預(yù)制裝配蜂窩型鋼混凝土梁的極限承載力僅比全現(xiàn)澆的情況降低5.1%左右,在荷載-撓度曲線、延性、裂縫發(fā)展、破壞形態(tài)方面沒有明顯變化,說明部分預(yù)制裝配蜂窩型鋼混凝土梁性能表現(xiàn)良好。(3)從材料強度(混凝土強度及蜂窩型鋼強度)、梁跨高比、梁翼緣寬度、蜂窩型鋼開孔形式、蜂窩型鋼開孔率等參數(shù)著手,分別建立了46個部分預(yù)制裝配蜂窩型鋼混凝土梁模型,研究該類型梁的受彎性能變化規(guī)律。結(jié)果表明:蜂窩型鋼強度、跨高比、蜂窩型鋼開孔率是影響部分預(yù)制裝配蜂窩型鋼混凝土梁受彎性能的重要因素;給出了該類型梁中不同混凝土與型鋼強度等級的合理匹配方案;并建議該類型梁設(shè)計跨高比取值應(yīng)在12-18之間。(4)為進一步方便施工,結(jié)合疊合梁板結(jié)構(gòu),對部分預(yù)制裝配蜂窩型鋼混凝土梁提出一種改進設(shè)計方案,并探討構(gòu)造設(shè)計及安裝施工流程,充分反映了其在施工階段具有無模板、無支撐、無預(yù)應(yīng)力筋的優(yōu)勢。接著對新改進的部分預(yù)制裝配蜂窩型鋼混凝土梁進行有限元分析,結(jié)果表明:改進設(shè)計后該類型梁的承載力僅比改進前降低3.8%-6.5%,仍然具有良好的抗彎性能。(5)基于塑性理論基礎(chǔ),建立了改進設(shè)計后部分預(yù)制裝配蜂窩型鋼混凝土梁的抗彎承載力計算公式,并進行算例分析。結(jié)果表明:計算值與模擬值最大誤差僅為8.7%,可供實際工程設(shè)計時參考。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU398.9
【圖文】：

鋼混凝土結(jié)構(gòu)中，混凝土將構(gòu)件中的型鋼與鋼筋外包而形成整體，構(gòu)鋼筋、混凝土可以很好地協(xié)同工作，使得結(jié)構(gòu)承載能力大大提高[4]。件的設(shè)計可采取多種形式，主要可分為實腹式結(jié)構(gòu)和空腹式結(jié)構(gòu)，如需要靈活選擇型鋼種類和形式。（a）實腹式型鋼混凝土梁 （b）空腹式型鋼混凝土梁（c）實腹式型鋼混凝土柱

第一章 緒論構(gòu)，其剛度、強度整體偏差，常用于高度較低、跨度較小的結(jié)構(gòu)。國內(nèi)外試驗表明，在實腹式型鋼的配鋼率比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)稍大或基本相當時，前者表現(xiàn)出了非常好的抗震能力，因此結(jié)構(gòu)中采用實腹式型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)較多。型鋼混凝土結(jié)構(gòu)在國內(nèi)有許多應(yīng)用實例，比如采用 SRC 框架結(jié)構(gòu)建造的北京京廣大廈，被譽為香港標志性建筑、高 315 米的香港中銀大廈，位于上海市陸家嘴、中間采用 SRC 柱建造的上海中心大廈，如圖 1.2 所示。

但其施工工序繁雜仍然是較大弊端。1.3 預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀1.3.1 預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)的特點建筑工業(yè)化是隨西方工業(yè)革命逐漸出現(xiàn)的概念，當時工業(yè)制造效率的大幅提升帶動了歐洲新建筑運動的興起，人們開始實行預(yù)制裝配式建筑形式。特別是第二次世界大戰(zhàn)以后，各國基礎(chǔ)設(shè)施亟待建設(shè)，勞動力又嚴重缺乏，為建筑工業(yè)化提供了巨大的發(fā)展空間。經(jīng)百年的不斷探索，國內(nèi)外工程反復(fù)實踐證明，預(yù)制裝配式建筑形式是實現(xiàn)建筑工業(yè)化的理想結(jié)構(gòu)體系。為推進住宅產(chǎn)工業(yè)化建設(shè)，進一步加快城鎮(zhèn)化進程，我國也在積極探索、推動裝配式結(jié)構(gòu)的發(fā)展。2016 年，國家提出“大力推廣裝配式建筑”的口號，號召更多的學(xué)者和企業(yè)投入到裝配式建筑結(jié)構(gòu)的研究中去。預(yù)制裝配式結(jié)構(gòu)施工流程是把主要構(gòu)件預(yù)先在工廠制作完成，之后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，再用機械進行吊裝和拼接，如圖 1.3 所示，簡而言之即為四個階段：設(shè)計、預(yù)制、運輸、安裝。

【參考文獻】

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1 賈連光;李慶文;張曰果;;鋼-混凝土蜂窩組合梁抗剪性能分析[J];工業(yè)建筑;2012年09期

2 孫巍巍;孟少平;蔡小寧;;后張無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力裝配式短肢剪力墻擬靜力試驗研究[J];南京理工大學(xué)學(xué)報;2011年03期

3 姜洪斌;張海順;劉文清;閻紅纓;;預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)插入式預(yù)留孔灌漿鋼筋錨固性能[J];哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2011年04期

4 蔡小寧;孟少平;陳佳佳;孫巍巍;;預(yù)應(yīng)力預(yù)制混合裝配短肢墻受力性能分析[J];工業(yè)建筑;2011年01期

5 張大長;支正東;盧中強;金如元;;外殼預(yù)制核心現(xiàn)澆裝配式RC柱抗震性能的試驗研究[J];工程力學(xué);2009年08期

6 丁發(fā)興;余志武;歐進萍;;混凝土單軸受力損傷本構(gòu)模型[J];長安大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年04期

7 范力;呂西林;趙斌;張繼承;;裝配式預(yù)制混凝土框架結(jié)構(gòu)擬動力試驗研究[J];地震工程與工程振動;2007年06期

8 李忠獻,張雪松,丁陽;裝配整體式型鋼混凝土框架節(jié)點抗震性能研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報;2005年04期

9 蘇益聲;圓形孔蜂窩鋼梁簡化計算與試驗的對比分析[J];紅水河;2003年02期

10 蘇益聲;圓形孔與多邊形孔蜂窩鋼梁的試驗分析[J];廣西大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2003年01期

本文編號：2799860