核心区开孔式圆钢管约束型钢混凝土柱—RC梁节点抗震性能试验研究

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1、分类号:TU310710-2015128054硕士学位论文核心区开孔式圆钢管约束型钢混凝土柱—RC梁节点抗震性能试验研究毛路导师姓名职称聂少锋副教授申请学位类别工学硕士学科专业名称结构工程论文提交日期2018年4月20日论文答辩日期2018年5月31日学位授予单位长安大学ExperimentalStudyonSeismicPerformanceofJointswithPerforatingCoreZoneofCircularTubedSteelReinforcedConcrete(SRC)Column-RCBeamADi

2、ssertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：MaoLuSupervisor：A.Prof.NieShaofengChang’anUniversity,Xi’an,China摘要钢管约束型钢混凝土柱的外包钢管在梁柱节点处断开，不通过节点核心区，钢管不直接承担纵向荷载，只对核心混凝土起约束作用。其继承了钢管混凝土柱和型钢混凝土柱的优点，钢管对混凝土施加了连续约束作用，提高了混凝土的抗压强度并改善了混凝土的延性；型钢的存在提高了柱的抗剪能力；混凝土的存在又弥补了型钢及空钢管

3、易屈曲失稳的缺点。目前，对钢管约束型钢混凝土的研究主要集中于构件的静力方面，对钢管约束型钢混凝土柱-RC梁节点的研究尚未深入系统展开。本文提出一种新型节点形式，即核心区开孔式圆钢管约束型钢混凝土柱-RC梁节点，不仅具有优良的抗震性能，而且对节点加强区域未进行扩大，构造相对简单。现将本文主要工作总结如下：1）设计并制作了2个节点试件，采用三维十字形试件进行足尺试验研究，主要变化参数为柱轴压比、核心区钢管开孔面积以及核心区加强环和加劲肋布置方法，详细研究各参数对节点抗震性能的影响。2）对试验结果进行评估，由低周循环加载试验可

4、得到：荷载-位移滞回曲线、弯矩-转角滞回曲线、骨架曲线、各关键点承载力与位移大小以及各部分荷载-应变曲线等，然后对节点区塑性变形行为、耗能、延性、强度退化、刚度退化、极限承载力、破坏模式等进行详细分析。两个节点的延性系数都在3.8以上，满足抗震设计规范对于延性的要求，等效粘滞阻尼系数和能量耗散系数比一般的钢管混凝土梁柱节点效果好很多。3）基于试验结果的三折线型恢复力模型，建立了适合于核心区开孔式圆钢管约束型钢混凝土柱-RC梁节点的恢复力模型，并对刚度退化进行回归分析，可以发现：在每级循环位移下的刚度退化规律有所不同，正向

5、卸载刚度K1与加载刚度K4符合对数函数关系，反向加载刚度K2与卸载刚度K3符合指数函数关系。4）采用非线性有限元软件ABAQUS对核心区开孔式钢管约束型钢混凝土柱-RC梁节点进行有限元模拟分析，通过各阶段受力过程、滞回曲线以及骨架曲线，将分析结果与试验结果进行对比，相互验证了试验和有限元模型的正确性。在此基础上，详细分析节点内部的受力过程，揭示其破坏机理。关键词：钢管约束型钢混凝土，核心区开孔式，抗震性能，恢复力模型，拟静力试验，ABAQUS有限元★研究得到国家自然科学基金资助项目(51408052)、陕西省重点研发计划

6、项目（2018SF-354）、陕西省青年科技新星项目（2016KJXX-51）的资助IAbstracTheoutersteeltubeoftubedSRCcolumnisdiscontinuousinthejointzone,becauseitisinterruptedinthebeamtocolumnconnection.Thesteeltubewillnotbearthelongitudinalloaddirectly,butwillconfinethecoreconcretecontinuously.Itinher

7、itstheadvantagesoftheconcrete-filledsteeltubularcolumnandthesteelreinforcedconcretecolumn.Thesteeltubeexertsacontinuousrestrainingeffectontheconcrete,whichimprovesthecompressivestrengthoftheconcreteandtheductilityoftheconcrete.Theexistenceoftheshapedsteelimproves

8、theshearresistanceofthecolumn.Thepresenceofconcretecompensatesforthebucklingandcollapseofshapedsteelandhollowsteeltubes.Atpresent,theresearchonthetubedsteelrei