文档介绍：型钢高强混凝土框架柱抗震性能研究
重庆大学博士学位论文
学生姓名:冯宏
指导教师:李正良教授
专业:工程力学
学科门类:工学
重庆大学土木工程学院
二 O 一三年五月
Study on Seismic Behavior of HSRC
Frame Column
A Thesis Submitted to Chongqing University
in Partial Fulfillment of the Requirement for the
Doctor’s Degree of Engineering
By
Feng Hong
Supervised by Zhengliang
Specialty: Engineering Mechanics
College of Civil Engineering of
Chongqing University, Chongqing, China
May, 2013
中文摘要
摘要
型钢高强混凝土(简称 HSRC)结构是指高强混凝土的内部配置型钢和钢筋的
组合结构,能满足当代工程结构向大跨、高耸、重载方向发展的需要。本文主要
通过试验、理论分析及有限元模拟分析,研究 HSRC 框架柱在低周反复荷载作用
下的抗震性能、恢复力模型以及翼缘加栓钉对其抗震性能的影响。本文结合重庆
市建设委员会项目《劲性骨架高强混凝土结构应用性研究》(城科字 2004 第 25 号),
主要研究内容及成果概括如下:
①进行了 19 根低周反复加载作用下混凝土强度等级为 ~ 的
HSRC 框架柱的试验研究,观察了 HSRC 框架柱的破坏过程及破坏形态,获得了
HSRC 框架柱的滞回曲线,从而得到了 HSRC 框架柱的骨架曲线、延性比、耗能
指标等结果;分析了含钢量、轴压比、配箍率、剪跨比及混凝土强度等因素对型
钢高强混凝土框架柱抗震性能的影响。
②在试验研究的基础上用试验拟合法确定了建立了型钢高强混凝土框架柱
低周反复荷载作用下的恢复力模型。
③利用 ANSYS 对低周反复加载的型钢高强混凝土框架柱的水平荷载—位移
曲线进行分析,理论分析结果与试验结果吻合较好;理论分析了各参数对 HSRC
框架柱抗震性能的影响。
④在试验结果的基础上研究了 HSRC 压弯剪构件的粘结开裂破坏强度并推导
了计算粘结开裂破坏强度的简化计算公式;研究了抗弯强度计算方法,验证了相
关规范[8]抗弯强度计算公式的安全性;研究了延性系数与各参数的关系,推导了
HSRC 压弯剪构件的延性系数的简化公式。
⑤进行了 5 根低周反复加载翼缘加相同栓钉的型钢高强混凝土框架柱对比试
验研究,分析了翼缘加栓钉对型钢高强混凝土框架柱的破坏形态、滞回曲线、骨
架曲线、延性系数、耗能指标等规律的影响,初步得到了翼缘加栓钉能有效提高
同等条件下型钢高强混凝土框架柱抗震性能及延性的结论。
⑥通过 6 根低周反复加载翼缘加不同形式和个数栓钉的 HSRC 框架柱对比试
验,提出了型钢翼缘的合理栓钉布置形式。提出,只要栓钉布置得当,含钢量低
的 HSRC 框架柱仍能达到或超过高含钢量的 HSRC 框架柱延性系数及耗能性能,
从而达到在满足使用功能要求和抗震性能要求的情况下节约钢材的目的。
关键词:HSRC 框架柱,低周反复加载,抗震性能,恢复力模型,骨架曲线,延性,
翼缘加栓
I
重庆大学博士学位论文
II
英文摘要
ABSTRACT
Steel high-strength reinforced concrete(HSRC) structures which mainly consist of
shaped steels and high-strength concrete meet the contemporary need of span, height
and capacity. This paper based on experimental research and theoretical analysis and
finite element analysis, studied the seismic performance of HSRC columns under low
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