贯通式钢梁—钢筋混凝土柱组合节点抗剪性能的研究

来源 :石家庄铁道大学 | 被引量 : 4次 | 上传用户:wf931
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近年来,随着我国经济快速发展,组合结构体系在土木工程领域的应用日趋广泛,它将充分发挥自己的优点,扬长避短,共同为整个结构工作。钢梁-钢筋混凝土柱组合结构(RCS组合结构),既能充分发挥作为压弯构件的钢筋混凝土柱优良的抗压性能,为结构提供足够的刚度;又能充分发挥主要承受弯矩和剪力的钢梁良好的抗弯性能,使结构具有很好的能量耗散能力。但由于钢梁-钢筋混凝土柱组合节点构造方式和传力的复杂多样性,我国对钢梁-钢筋混凝土柱组合节点的抗剪性能和抗剪承载力公式尚无统一标准。所以本文对钢梁-钢筋混凝土柱组合节点的抗剪性能和抗剪承载力公式做了分析研究。本文通过对大量国内外相关文献的阅读分析,归纳总结了RCS组合节点的典型构造形式、破坏模型和受力机理,重点分析了不同节点构造形式对节点受力性能的影响途径,并通过对典型节点破坏模型及受力机理的分析,提出了钢梁腹板贯通式(钢梁翼缘焊接于柱面承板,钢梁腹板连续穿过钢筋混凝土柱)节点的受力形式假设,并通过第四章RCS组合节点的有限元结果分析验证了它的合理性。经分析得出梁腹板贯通型RCS组合节点可能发生的破坏形式除发生常见的四种破坏形式外,还可能发生焊缝处应力集中所导致的节点破坏;同时本文又结合节点核心区力的平衡原则推导出了已知柱端荷载时节点核心区剪力值的计算公式。选取试验中钢梁腹板贯通型RCS组合节点为原型,通过ANSYS有限元分析软件建立了RCSJ1~RCSJ8八个RCS组合节点,经分析可知,有限元结果与试验结果吻合良好;通过分析几个节点在低周反复循环荷载下的承载能力、延性、骨架曲线等有限元结果,研究并分析得到楼板混凝土强度和配筋率对整个腹板贯通型节点抗剪性能的影响以及腹板贯通型节点与全梁贯通式节点抗剪性能的优劣。搜集了几组典型的RCS组合节点的抗剪承载力计算公式,通过分析其形成依据以及组成,结合RCSJ5~RCSJ8节点的有限元分析结果,提出了适用于高强钢筋和混凝土材料钢梁腹板贯通式RCS组合节点的改进抗剪承载力公式,并验证了它的适用性,并验证了它的适用性,为我国RCS结构规范的制定提供参考。
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