基于半刚性连接的RCS梁柱组合件弯矩—转角关系研究

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1、西安建筑科技大学硕士学位论文基于半刚性连接的RCS梁柱组合件弯矩-转角关系研究专业：结构工程硕士生：黄贺鹏指导老师：门进杰教授摘要钢筋混凝土柱-钢梁（RCS）组合结构，综合了混凝土柱和钢梁构件各自的优点，一定程度上可以充分发挥材料的性能。为了推动RCS组合结构在我国的发展，本课题组前期设计制作了六个以节点区钢梁腹板贯通、翼缘局部切除为特点的RCS梁柱组合试件，并进行了拟静力试验研究。目前对节点半刚性连接的研究主要集中在端板螺栓连接形式的结构上，涉及梁贯通型RCS组合结构的研究还比较少。本文基于课题组前期试验结果，主要研究RCS组合

2、结构梁柱节点连接的受力特性，分析RCS组合结构节点连接所具有的半刚性特征，并在此基础上提出适合该类RCS组合结构节点连接的弯矩-转角关系数学模型。（1）对课题组前期RCS梁柱组合件抗震性能试验数据进行分析和处理，得到能够反映RCS梁柱节点连接性能的弯矩-转角关系曲线，明确RCS梁柱节点半刚性连接的特征。分析表明，此类RCS组合结构的梁柱节点连接具有半刚性，连接的极限转角大于0.03rad，符合美国规范对半刚性节点连接的要求，同时楼板的存在对节点连接和梁柱组合件的受力影响较大，设计时应予以考虑。（2）采用有限元软件ABAQUS对试验

3、试件进行有限元建模和分析，主要从弯矩-转角关系的角度验证了有限元建模的有效性，表明通过合理的参数取值和恰当的建模方法，ABAQUS可以较好地模拟RCS梁柱组合件和节点连接的受力及变形性能。（3）从混凝土柱、钢梁及混凝土楼板三个层面对可能影响RCS梁柱组合件节点连接弯矩-转角关系曲线的因素进行分析，逐一讨论了不同参数取值下弯矩-转角关系的变化规律，明确了各参数对连接的初始转动刚度及抗弯承载力的具体影响规律。其中，连接的抗弯承载力及初始转动刚度对轴压比的变化较敏感，在轴压比0.2~0.5的变化区间内，与轴压比近似呈现线性增大的关系；当

4、混凝土等级小于C50西安建筑科技大学硕士学位论文时、钢梁翼缘宽厚比小于9.4时，二者取值的提高能够增大节点连接的抗弯承载力和转动刚度，但其增速呈逐渐减缓的趋势，同时也会造成节点转动能力的降低。此外，楼板厚度的增大在一定范围内也能较大幅度地提高了组合节点的强度和刚度。（4）基于理论分析和有限元结果，给出了RCS组合结构节点连接的初始转动刚度及抗弯承载力的确定方法，提出了能够描述该类梁贯通型RCS组合结构节点连接弯矩-转角关系的三折线数学模型。将模型与试验曲线对比，验证了本文所采用的弯矩-转角关系模型的合理性，为基于半刚性连接的RCS

5、组合结构的设计方法提供参考。关键词：RCS组合结构；梁柱组合件；半刚性连接；弯矩-转角关系论文类型：应用基础研究基金项目：国家自然科学基金青年科学基金（51008244）；陕西省留学人员科技活动择优自助项目（20151190）西安建筑科技大学硕士学位论文ResearchonMoment-RotationRelationofRCSBeam-ColumnSubassembliesBasedonSemi-rigidConnectionsSpecialty:Structural EngineeringName:Huang HepengIn

6、structor:Professor Men.JinjieABSTRACTReinforced concrete column and steel beam (referred to as RCS) composite frame structurescombines the respective advantages of the concrete column and the steel beam components, which can make full use of the performance of steel a

7、nd concrete materials. In order to promote the development of RCS composite structure in China, six RCS beam-column composite test specimens, which interior joint with tapered-flange-type details, were designed and fabricated in the early stage of this study. At prese

8、nt, the research on the semi-rigid joints of the jointsmainly focuses on the structure of the end plate bolt connection. The