型钢高强混凝土框架柱栓钉合理布置方式的研究

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随着现代建筑中高层、超高层建筑的迅猛发展,传统的钢筋混凝土结构已经不能满足结构抗震的要求,由此型钢高强混凝土结构,即在高强混凝土中配置型钢和钢筋的组合结构,得到了越来越广泛的应用。  要充分发挥型钢高强混凝土组合结构的抗震优点,必须保证型钢与高强混凝土之间良好的粘结性能,而剪力连接件是钢-混凝土组合构件的重要元件之一,剪力连接件的合理设置,对型钢和混凝土间的粘结性能有直接影响,从而关系到型钢混凝土结构的抗震性能。我国目前应用最广泛的剪力连接件是栓钉,因此对栓钉连接件的研究显得尤为重要。  本文首先阐述了型钢高强混凝土结构、剪力连接件的特性和研究现状,以及国内外型钢混凝土结构有限元分析的发展现状;然后通过对6根翼缘焊有不同形式和数量栓钉的型钢高强混凝土框架柱进行低周反复静力试验研究,得到了型钢高强混凝土柱的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能性能、刚度退化和强度衰减等受力性能,分析了栓钉应变及型钢和混凝土间粘结应力的变化规律。在试验研究的基础上采用通用有限元程序ANSYS12.1对型钢高强混凝土框架柱进行非线性分析,并将计算结果与试验结果对比,吻合较好;最后,结合试验结果和理论分析结果,总结了栓钉对型钢高强混凝土柱抗震性能的影响,并初步建议了型钢翼缘上栓钉的合理布置方式。
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