型钢混凝土梁--钢管混凝土核心柱组合框架抗震性能试验与分析

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1、中图分类号：U．D．C．：工学硕士学位论文型钢混凝土梁一钢管混凝土核心柱组合框架抗震性能试验与分析硕士研究生：袁沈峰导师：曹大富王琨专业：防灾减灾工程及防护工程扬州大学二O一四年五月ClassifiedIndex：U．D．C．：M．D．DissertationTestandAnalysisonSeismicPerformanceofFrameStructureofSteelReinforcedConcreteBeamandSteel．．tubeEncasedConcreteColumnGraduated

2、Student：YUANShenfengAdviser：CAODafuⅥANGKunMajor：DisasterPreventionandReductionEngineeringYangzhouUniversityMay,2014袁沈峰型钢混凝土梁一钢管混凝土核心柱组合框架抗震性能试验与分析摘要随着我国社会经济的持续高速发展，科学水平的不断提升，以及结构科学与工程建设技术的不断发展，人们对建筑功能的要求不断提升，高层、超高层、大跨度的建筑得到了越来越广泛的应用和发展，这促使型钢混凝土组合结构在结构工程领

3、域得到迅猛发展，应用日趋广泛，成为新型结构体系发展的主要方向。预应力型钢混凝土结构能非常有效的适应现代建筑高性能、集约化的发展趋势，满足现代结构对大空间及抗震性能的需求。本文结合预应力型钢混凝土梁跨度大、承载力高及截面尺寸小等的优点，以提高框架结构的抗震性能及简化构造为目标，对框架柱采用钢管混凝土核心柱，构建出一种新型预应力型钢混凝土组合框架结构，进行了相关的试验研究及理论分析。进行两榀型钢混凝土梁．钢管混凝土核心柱组合框架试件在水平低周往复荷载作用下的试验研究，观察试验过程及破坏形态，研究试件的滞回特

4、性、骨架曲线、刚度退化、耗能能力、残余变形等抗震性能，同时对梁柱端纵筋、钢骨翼缘及钢管在不同加载位移下的应变变化规律进行分析，得到框架结构的出铰顺序。研究结果表明：两榀框架滞回曲线饱满，施加预应力后仍具有较好的耗能能力和延性，表现出良好的抗震性能；框架柱底塑性铰区的钢管环向应变在整个加载过程中呈不均匀变化趋势，截面受压区钢管环向受拉，能够对受压区混凝土提供有效约束；型钢混凝土梁由于施加预应力的作用，可延缓其裂缝的出现；此外，两榀框架均呈现“先梁端后柱底”的出铰顺序，能实现梁铰耗能机制，延缓柱底出铰时刻。

5、其后，分别基于三维单元和纤维梁．柱单元理论对型钢混凝土梁．钢管混凝土核心柱组合框架模型进行水平荷载作用下的力学性能有限元模拟。结果表明，基于两类单元理论的有限元分析方法获得的极限承载力和初始刚度与实测值均吻合相对较好。采用据试验验证的数值模型进行变参数分析，回归得到单层单跨型钢混凝土梁．钢管混凝土核心柱组合框架的恢复力模型，该模型能对此类组合框架在水平荷载下的滞回性能进行较好的预测。关键词：型钢混凝土梁；钢管混凝土核心柱；框架结构；抗震性能；恢复力模型AbstractWiththesuStaineda工

6、1drapiddeVelopmentofsocialeconomyinourcountry，theimproVingofthelevelofscience，thecontinuousdevelopmentofstmcturescienceaJldconstmctiontechnologyandtherequireofbuilding‰ctionsofthepeople，high-risebuildings，superhigh．risebuildingsandlongspans缸uctI_lreshaVe

7、gotbroadapplicationanddeVelopment．Then，steel—concretecompositestmctLIresgettherapiddeVelopmentaJld埘deapplication．Basedontheadvantagesofbigspan，highloadcanyingc印ac时andthesmallsizeofcross—sectionforsteel—concretecompositebe锄，inordertoimproVetheseismicpe墒ma

8、llceof矗锄estmctureands영"x袁沈峰型钢混凝土梁．钢管混凝土核心柱组合框架抗震性能试验与分析III目录摘要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．IAbstract⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。IIEj录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯III第1章