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配箍率对有栓钉的型钢高强混凝土柱受力性能影响的试验研究

作　者: 马翔
导　师: 支运芳
学　校: 重庆大学
专　业: 结构工程
关键词: 型钢高强混凝土柱体积配箍率栓钉粘结应力抗剪机理
分类号: TU398.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 83次
引　用: 1次
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内容摘要

型钢高强混凝土是钢与高强混凝土相结合的产物,是现代钢结构和混凝土结构发展的一个新方向。型钢高强混凝土结构以其承载力高、刚度大并具有良好的延性和耗能性能等优点越来越受到人们的重视,并被广泛应用于实际工程,特别是适用于地震区。型钢与高强混凝土之间良好的粘结性能是保证型钢高强混凝土构件中型钢与混凝土协调工作的基础,只有型钢、钢筋和混凝土三种材料元件协同工作,才能够充分发挥型钢混凝土组合结构的抗震优点。反复荷载作用下的试验研究表明:体积配箍率是影响型钢高强混凝土柱抗震性能的重要指标。随着体积配箍率的增加,抗震性能越来越好。因此,实际工程中必须对型钢高强混凝土柱的体积配箍率有个合理的配置范围,以有利于结构的抗震需要。本文通过3个混凝土强度为86.6MPa～88.6MPa的型钢高强混凝土柱(型钢翼缘上带有栓钉)低周反复加载试验,得到了型钢高强混凝土柱在不同体积配箍率下的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性系数、耗能指标以及强度衰减规律和粘结应力退化等,并通过与3个混凝土强度为73.3MPa～81.9MPa的型钢高强混凝土柱(型钢翼缘上不含栓钉)在各自对应的相同体积配箍率下的工作性能对比,初步得出栓钉对型钢高强混凝土柱抗震性能及承载力的影响。并分析推导出含栓钉的型钢高强混凝土柱的粘结机理及抗剪承载力计算,从而更好的判断型钢与混凝土之间的粘结性能对结构抗震的影响;最后推导计算出型钢与混凝土之间的粘结应力。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
1 绪论  7-18
  1.1 引言  7
  1.2 型钢混凝土结构的特性  7-9
  1.3 型钢混凝土结构在国内外的研究与应用现状  9-13
    1.3.1 型钢混凝土结构在国外的研究应用  9-11
    1.3.2 型钢混凝土结构在我国的研究应用  11-13
  1.4 型钢高强混凝土结构  13-15
    1.4.1 高强混凝土的特性  13-14
    1.4.2 型钢高强混凝土的特性  14-15
  1.5 型钢高强混凝土柱的研究应用  15-16
  1.6 本文主要研究目的  16-17
  1.7 本章小结  17-18
2 试验设计  18-31
  2.1 试验参数  18
  2.2 试验材料性能  18-21
    2.2.1 混凝土  18-20
    2.2.2 钢材  20
    2.2.3 栓钉  20-21
  2.3 试件设计及制作  21-25
    2.3.1 试件设计  21-25
    2.3.2 试件制作  25
  2.4 试验加载装置及制度  25-28
    2.4.1 加载装置  25-27
    2.4.2 加载制度  27-28
  2.5 竖向荷载的确定  28-30
    2.5.1 型钢混凝土柱试验轴压比与设计轴压比之间的换算关系  28-30
    2.5.2 竖向荷载确定  30
  2.6 本章小结  30-31
3 试验现象分析  31-45
  3.1 试件SRHC-2（弯曲破坏）  31-36
  3.2 试件SRHC-4（弯曲破坏）  36-40
  3.3 试件SRHC-5（弯曲破坏）  40-44
  3.4 本章小结  44-45
4 试验结果分析  45-67
  4.1 试件破坏类型  45-48
    4.1.1 弯曲型破坏  45
    4.1.2 粘结破坏  45-46
    4.1.3 剪切斜压破坏  46-48
  4.2 试件破坏过程  48
  4.3 试验结果分析  48-65
    4.3.1 各试件开裂荷载对比及分析  49-50
    4.3.2 各试件混凝土保护层开始剥落对应的水平荷载分析  50-51
    4.3.3 滞回曲线  51-54
    4.3.4 骨架曲线  54-57
    4.3.5 延性  57-62
    4.3.6 耗能性能  62-64
    4.3.7 强度衰减  64-65
  4.4 本章小结  65-67
5 型钢高强混凝土柱的抗剪机理和抗剪承载能力计算  67-78
  5.1 型钢混凝土构件抗剪性能研究现状  67-68
  5.2 影响抗剪承载力的主要因素  68-70
  5.3 型钢高强混凝土柱的抗剪机理分析  70-73
    5.3.1 粘结破坏的抗剪机理  70-71
    5.3.2 弯曲型破坏的抗剪机理  71-73
  5.4 型钢混凝土框架柱的斜截面受剪承载能力及分析  73-77
  5.5 本章小结  77-78
6 反复水平荷载作用下型钢高强混凝土柱的粘结应力研究  78-97
  6.1 型钢混凝土粘结性能的研究概况  78
  6.2 型钢混凝土柱中粘结应力的计算  78-85
    6.2.1 基本假定  78-79
    6.2.2 粘结应力的基本方程  79-85
  6.3 荷载上升阶段粘结应力的分布  85-94
    6.3.1 型钢翼缘等效应力的分布曲线  85-92
    6.3.2 型钢翼缘粘结应力的分布规律  92-94
  6.4 反复荷载作用下粘结应力的退化  94-95
    6.4.1 荷载循环次数对粘结应力的影响  94
    6.4.2 粘结应力退化机理  94-95
  6.5 本章小结  95-97
7 结论及后续工作  97-100
  7.1 主要结论  97-98
  7.2 后续研究工作的展望  98-100
致谢  100-101
参考文献  101-103
附录  103
  A. 作者在攻读学位期间发表的论文目录  103
  B. 作者在攻读硕士学位期间参与的课题研究  103

配箍率对有栓钉的型钢高强混凝土柱受力性能影响的试验研究

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