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钢筋混凝土框架增层及扩建节点力学性能试验研究

作　者: 王俊杰
导　师: 李志国
学　校: 天津大学
专　业: 建筑材料
关键词: 建筑增层与扩建技术 混凝土结构 角钢接柱 抗弯性能 抗剪性能 柱后接梁 抗剪筋
分类号: TU375.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


钢筋混凝土框架结构是现代建筑的主要结构形式,建筑增层及扩建技术在建筑工程中也得到了飞速发展。钢筋混凝土框架直接增层的过程中,混凝土框架柱的上下接头形式是结构安全的重要环节,以往钢筋混凝土框架直接增层工程当中,采用最多的是化学植筋法,通过钻孔、注胶、植筋等一系列工序达到增层的目的,但是这种方式也一定程度上对原钢筋混凝土框架的内部配筋造成了损伤,给原有建筑带来了安全隐患。同时,在钢筋混凝土框架建筑进行扩建工程时,后接梁与原框架柱之间的界面也存在抗剪性能相对薄弱的问题。本文则采用了一种非植筋方式达到了直接增层的目的一“角钢接柱”,这种结构形式是角钢,钢板,钢筋以及混凝土的组合结构,原有框架柱顶面的钢板与四面角钢进行焊接,使角钢在上下柱接层的部分起到纵筋的作用。本文的主要工作内容为钢筋混凝土框架非植筋直接增层结构形式框架节点的抗弯及抗剪性能.包括角钢型号的选择及长度的计算原则、接筋底板及竖向钢板的选用原则、验证本文提出的受弯及受剪承载力的计算公式的合理性和安全性；在钢筋混凝土框架扩建柱后接梁受剪承载力试验中,着重考察了抗剪筋及后接梁柱界面不同处理方法对后接梁柱界面的受剪承载力的影响,并提出了相关计算公式。试验结果表明,钢筋混凝土框架非植筋直接增层结构形式具有一定的可行性,在试验构件试验荷载加载至计算荷载值的30%～45%前,角钢与钢筋混凝土柱能够很好的共同工作,但当试验荷载超过该值时,由于相对滑移的影响,使其最终受弯承载力下降30%～40%,针对这一问题,本文也提出了改进性意见；该结构形式具有较好的抗剪性能,破坏形式为脆性破坏,但两个试验构件的受剪承载力实测值分别达到了设计值的160%和186%,与本文提出的计算公式吻合较好。通过对无齿直缝植抗剪筋、剔凿混凝土保护层植抗剪筋两种柱后接梁接头形式的试验研究,讨论后接梁柱界面的抗剪性能,以及抗剪筋对接头抗剪性能的影响。试验结果证实：这两种接头形式都具有较好的抗剪能力,其受剪承载力均可以达到整浇式的水平,且植入抗剪筋有利于提高后接梁柱界面的受剪承载力,无齿直缝接头形式梁柱界面相对滑移小于剔凿混凝土保护层的接头形式。本文讨论了此两种接头形式的抗剪性能及机理,并建立了受剪承载力的验算方法,所提建议公式与实验结果相吻合,可供工程设计参考。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章 绪论  8-16
  1.1 选题背景及研究意义  8-9
  1.2 钢筋混凝土框架增层及扩建节点研究现状  9-12
    1.2.1 国外钢筋混凝土框架增层及扩建节点研究现状  9-11
    1.2.2 国内钢筋混凝土框架增层及扩建节点研究现状  11-12
  1.3 建筑增层的主要形式及施工程序  12-13
    1.3.1 建筑增层的主要形式  12
    1.3.2 建筑增层的主要程序  12-13
  1.4 增层的基本原则  13-15
    1.4.1 建筑增层的设计原则  13-15
  1.5 本文研究的主要内容  15-16
第二章 实验原材料及试验设备  16-24
  2.1 试验简介  16
  2.2 试验原材料及试验设备  16-24
    2.2.1 混凝土  16-20
    2.2.2 钢筋  20-21
    2.2.3 角钢及缀板  21-22
    2.2.4 灌注粘钢胶  22-23
    2.2.5 试验仪器与设备  23-24
第三章 钢筋混凝土框架柱增层力学性能试验  24-70
  3.1 相似关系  24-25
  3.2 试验试件的构造  25-29
  3.3 试验试件的制作及养护  29-35
  3.4 抗弯及抗剪力学性能试验装置  35-37
  3.5 试验加载控制  37
  3.6 钢筋混凝土框架增层节点抗弯试验  37-56
    3.6.1 试验设计理论及依据  37-43
    3.6.2 试验方法及测量内容  43
    3.6.3 试验现象及试验结果  43-56
  3.7 钢筋混凝土框架增层节点抗剪试验  56-68
    3.7.1 试验设计理论及依据  56-57
    3.7.2 试验方法及测量内容  57-58
    3.7.3 试验现象及试验结果  58-68
  3.8 本章小结  68-70
第四章 钢筋混凝土框架扩建柱后接梁力学性能试验  70-85
  4.1 试验简介  70
  4.2 节点构造  70-73
  4.3 试验构件的植筋过程  73-75
  4.4 抗剪力学性能试验装置  75-76
  4.5 抗剪试验加载控制  76
  4.6 试验设计理论及依据  76-77
  4.7 试验现象  77-79
  4.8 试验结果分析  79-84
  4.9 本章小结  84-85
第五章 结论与展望  85-90
  5.1 结论  85-88
  5.2 展望  88-89
  5.3 本文创新点  89-90
参考文献  90-92
发表论文和参加科研情况说明  92-93
致谢  93

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 建筑结构 > 混凝土结构、钢筋混凝土结构 > 钢筋混凝土结构 > 框架
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