实腹式型钢混凝土异形柱边框架抗震性能试验及有限元分析

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型钢混凝土(简称SRC)异形柱结构是异形柱结构和SRC结构的结合体,同时具有异形柱结构和SRC结构的优点,克服了传统钢筋混凝土异形柱结构承载力低、抗震性能差等缺点,是一种应用前景非常广泛的新型结构体系。本文在课题组对SRC异形柱、节点的大量研究的基础上,为了完善对这一结构体系的研究,对1榀实腹式SRC异形柱边框架进行低周反复荷载试验,观察了框架的破坏过程,对框架的荷载—位移滞回曲线、骨架曲线、承载能力、刚度退化、延性、变形能力以及耗能能力等进行了研究。研究结果表明,裂缝集中在梁端以及柱脚,破坏时属于典型的梁铰破坏机制,满足“强柱弱梁”的设计要求。框架的极限层间位移角以及整体位移角均超过规范规定的限值,说明框架具有较强的变形能力和抗倒塌能力。框架破坏时,框架整体的位移延性系数达到5.3,层间位移延性系数在5.1-5.5之间,具有较好的位移延性。框架的承载力稳定,刚度退化小。框架的滞回曲线饱满,典型滞回环等效粘滞阻尼系数达到0.240,具有良好的耗能能力。通过ABAQUS软件对试验的框架进行了有限元模拟分析,得到的结果与试验结果吻合较好。在此基础上,对影响实腹式SRC异形柱边框架P-Δ曲线的因素进行了参数分析,分析结果表明:随着轴压比的增大,框架的水平承载力降低,曲线下降趋势逐渐明显,延性降低。增大混凝土强度,框架的初始刚度略有增大,并且能够提高框架的水平承载力,但对位移延性没有明显的影响。选用屈服强度较高的钢材能够提高框架的水平承载力,延性没有明显的变化。随着框架柱肢高肢厚比的增大,框架的水平承载力有较大的提高,初始阶段的刚度也有提高,框架的延性有减小的趋势。梁柱屈服弯矩比越大,框架的水平承载力越高,初始阶段的刚度也越大,延性逐渐减小。
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