pec柱—型钢梁顶底角钢连接框架抗震性能研究

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1、分类号：TU3密级：公开UDC：学校代码：10127硕士学位论文论文题目：PEC柱—型钢梁顶底角钢连接框架抗震性能研究英文题目：SeismicBehaviorofPECColumnandSteelBeamFrameConnectedwithTop-seatAngle学位类别：工学硕士研究生姓名：宋鹤学号：201202082学科(领域)名称：结构工程指导教师：赵根田职称:教授协助指导教师：职称：2015年5月11日内蒙古科技大学硕士学位论文内蒙古科技大学硕士学位论文摘要部分包裹混凝土组合柱（PEC柱），是近年来出现的新型

2、构件，此类构件具有承载力高、抗震性能优越、节约钢材、利于施工等优点，与纯钢结构和钢筋混凝土结构相比具有显著的优越性。同时顶底角钢连接具有转动能力强、延性良好、施工方便等优点。因此对PEC柱—钢梁顶底角钢连接框架抗震性能进行研究，具有一定的理论和工程应用价值。本文设计了三组单层单跨的PEC柱—钢梁顶底角钢连接框架，以与柱翼缘相连角钢肢上螺孔中心距角钢底部距离（以下简称为角钢螺栓边距）和轴压比为参数，进行低周反复循环加载试验，观察试件的破坏特征，并对各试件的滞回曲线、骨架曲线、抗震性能指标及控制截面的应变进行分析。结果表明

3、，试件的破坏特征为：柱脚处混凝土被压碎，系杆自焊缝处被拉断，梁端距角钢水平肢4～8cm范围及柱脚加劲肋上方5～15cm范围内均出现塑性铰，角钢圆角处出现3~5mm空隙；各试件的滞回曲线均为饱满的梭形，延性系数均大于3.0，说明PEC柱—钢梁顶底角钢连接框架具有良好的延性及耗能性能。轴压比由0.25增加到0.35，框架的极限承载力增加了10.7%，但同时其延性系数降低了12.0%，柱脚破坏严重，不利于框架的整体变形；角钢螺栓边距由85mm减小到70mm，框架的极限承载力提高了7.0%，延性系数增加了21.1%，同时有利于

4、增加节点刚度，改善承载力退化。因此，对于此类框架，应适当限制轴压比，同时在规范要求范围内尽量减小角钢螺栓边距，进而增加节点刚度，提高框架延性。利用有限元模拟软件建立试验所用三榀框架模型，对比模拟结果和试验结果，二者误差在2.8%至16.2%之间。在此基础上建立三层单跨复合框架模型，利用底部剪力法计算框架在多遇和罕遇地震情况下各层所受地震作用，加载结束后得出该框架一至三层的层间位移满足抗震规范要求的限值。关键词：PEC柱；顶底角钢；复合框架；拟静力试验；抗震性能；有限元分析*本课题为国家自然科学基金资助项目（512680

5、42）I内蒙古科技大学硕士学位论文AbstractThepartiallyencasedconcretecompositecolumns(PECcolumn)isanewtypeofstructuresinrecentyears.Thathasobviousadvantagescomparedwiththesteelstructuresandthereinforcedconcretestructures,suchashighbearingcapacity,goodplasticperformance,convenien

6、tproduction,greateconomicbenefitsandothers.Topandseatangleconnectionhasadvantagesofstrongrotationability,goodductility,convenientconstructionetc...SostudyingontheseismicperformanceofPECcolumnandsteelbeamframeconnectedwithtopandseatangleconnectionshastheoreticala

7、ndengineeringapplicationvalue.Threeone-layersingle-spanPECcolumn-steelbeamframesconnectedwithtopandseatangleconnectionhadbeendesigned,whichwerecarriedonthelowfrequencycyclicloading.Thekeyparametersweretheverticaldistancebetweenthecenterofthescrewholeinverticalli

8、mbconnectedwiththecolumnflangeandthehorizontallimboftheangle(Hereinafterreferredtoastheangleboltsmargins)andtheaxialcompressionratio.Throughthetest,thehysteresiscurve