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高纵筋率钢管约束混凝土结构梁柱节点的轴压力学性能

作　者: 肖良才
导　师: 张素梅；刘界鹏
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 结构工程
关键词: 高纵筋率钢管约束混凝土 梁柱节点 轴压性能 承载力公式
分类号: TU398.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


高纵筋率钢管约束混凝土柱(TRC-HLRR)是指薄壁钢管内填充混凝土,钢管在梁柱节点区断开,柱中纵筋配筋率率较高的一种新型组合柱。本文对高纵筋率钢管约束混凝土结构梁柱节点的轴压性能进行了试验研究和理论分析。具体工作如下:以截面形式、节点梁类型、节点区高度及方形截面节点的加劲方式为主要参数分别设计并制作了18个高纵筋率钢管约束混凝土结构梁柱节点试件和4个高纵筋率钢管约束混凝土短柱对比试件,其中圆形截面试件纵筋率均为4%,方形截面试件纵筋率均为6.3%,钢管径(宽)厚比均为133。对试件进行了轴压力学性能试验,分析了各个试件的破坏模式和承载能力,得到了各试件的荷载-变形曲线、荷载-钢管应变曲线、荷载-混凝土应变曲线。试验结果表明,高纵筋率圆形钢管约束混凝土梁柱节点试件均发生节点区的压溃破坏,其轴压承载力比轴压短柱对比试件低15%~30%。圆形节点试件节点区高度越小,节点轴压承载力越高;随节点梁数目增多,节点承载力明显增加,即节点梁的存在可有效提高节点区的轴压承载力。高纵筋率方形钢管约束混凝土结构梁柱节点试件均发生柱子部分的压溃破坏,其轴压承载力与轴压短柱对比试件基本一致。带加劲肋的方形节点试件承载力比普通方形节点试件高约10%,即加劲肋可有效提高方形钢管的约束作用。建立了钢管约束钢筋混凝土结构梁柱节点的轴压力学模型,提出了钢管约束钢筋混凝土结构梁柱节点的轴压承载力公式,公式计算结果与试验结果吻合较好。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章 绪论  8-17
  1.1 课题背景及意义  8-11
    1.1.1 课题背景  8-10
    1.1.2 研究意义  10-11
  1.2 国内外应用与研究现状  11-16
    1.2.1 应用现状  11-12
    1.2.2 研究现状  12-16
  1.3 本文主要研究内容  16-17
第2章 高纵筋率圆钢管约束混凝土结构梁柱节点轴压力学性能试验研究  17-46
  2.1 引言  17
  2.2 试验方案  17-24
    2.2.1 试验目的  17
    2.2.2 试件设计  17-19
    2.2.3 材性试验  19-21
    2.2.4 试件制作  21-22
    2.2.5 试验方法  22
    2.2.6 加载方案  22-23
    2.2.7 测量方案  23-24
  2.3 破坏模式分析  24-29
    2.3.1 CTRC-200  24-25
    2.3.2 CTRCJ-140  25-26
    2.3.3 CTRCJ-180  26-28
    2.3.4 对比  28-29
  2.4 荷载-变形曲线  29-31
  2.5 承载能力对比  31-33
  2.6 荷载-应变曲线  33-39
    2.6.1 CTRC-200  33-35
    2.6.2 CTRCJ-140  35-37
    2.6.3 CTRCJ-180  37-39
  2.7 荷载-应力曲线  39-45
    2.7.1 应力分析方法  39-40
    2.7.2 CTRC-200  40-41
    2.7.3 CTRCJ-140  41-43
    2.7.4 CTRCJ-180  43-45
  2.8 本章小结  45-46
第3章 高纵筋率方钢管约束混凝土结构梁柱节点轴压力学性能试验研究  46-81
  3.1 引言  46
  3.2 试验方案  46-50
    3.2.1 试验目的  46
    3.2.2 试件设计  46-49
    3.2.3 试件制作  49
    3.2.4 试验测量  49-50
  3.3 破坏模式分析  50-56
    3.3.1 STRC-200  50
    3.3.2 STRCJ-140  50-52
    3.3.3 STRCJ-180  52-53
    3.3.4 STRCJ-140-S  53-54
    3.3.5 STRCJ-180-S  54-56
  3.4 荷载-变形曲线  56-59
  3.5 承载能力对比  59-61
  3.6 荷载-应变曲线  61-69
    3.6.1 STRC-200  61-62
    3.6.2 STRCJ-140  62-64
    3.6.3 STRCJ-180  64-66
    3.6.4 STRCJ-140-S  66-67
    3.6.5 STRCJ-180-S  67-69
  3.7 荷载-应力曲线  69-80
    3.7.1 STRC-200  69-70
    3.7.2 STRCJ-140  70-72
    3.7.3 STRCJ-180  72-75
    3.7.4 STRCJ-140-S  75-77
    3.7.5 STRCJ-180-S  77-80
  3.8 本章小结  80-81
第4章 高纵筋率钢管约束混凝土结构梁柱节点轴压承载力分析  81-94
  4.1 引言  81
  4.2 钢管约束混凝土短柱轴压承载力公式  81-83
    4.2.1 圆钢管约束混凝土短柱轴压承载力公式  81-82
    4.2.2 方钢管约束混凝土短柱轴压承载力公式  82
    4.2.3 短柱轴压承载力理论公式与试验结果对比  82-83
  4.3 圆钢管约束混凝土梁柱节点轴压承载力公式  83-89
    4.3.1 圆钢管约束混凝土梁柱节点受力机理  83-88
    4.3.2 圆形节点轴压承载力公式  88
    4.3.3 理论公式与试验结果对比  88-89
  4.4 方钢管约束混凝土梁柱节点轴压承载力公式  89-92
    4.4.1 方钢管约束混凝土梁柱节点受力机理  89-91
    4.4.2 方形节点轴压承载力公式  91-92
    4.4.3 理论公式与试验结果对比  92
  4.5 本章小结  92-94
结论  94-95
参考文献  95-98
攻读学位期间发表的学术论文  98-100
致谢  100-101

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