【摘要】：本文提出一種新型剪力鍵,用于鋼管混凝土邊框柱與預(yù)制剪力墻豎縫的連接,通過(guò)試驗(yàn)與有限元相結(jié)合的方式,對(duì)鋼管混凝土邊框柱與預(yù)制剪力墻結(jié)合面的連接性能進(jìn)行分析,主要工作及成果如下所示:(1)本文通過(guò)3組1/5縮尺的鋼管混凝土邊框柱與預(yù)制剪力墻結(jié)合面試件及1組現(xiàn)澆對(duì)比試件的水平往復(fù)荷載試驗(yàn),研究了剪力鍵布置間距(150mm-300mm)、后澆混凝土強(qiáng)度(C40-C60)對(duì)預(yù)制組合剪力墻結(jié)合面滯回曲線、骨架曲線、延性、耗能能力、剛度退化等性能的影響,并與現(xiàn)澆試件連接性能進(jìn)行對(duì)比。試驗(yàn)結(jié)果表明:試驗(yàn)過(guò)程中,試件損傷主要集中于剪力鍵及鍵側(cè)混凝土位置;本次試驗(yàn)各試件均表現(xiàn)為剪力鍵破壞;現(xiàn)澆試件(SC5-C60)與預(yù)制試件(P-SC5-C60)承載力接近;在新舊混凝土連接界面的影響下,相比現(xiàn)澆試件,預(yù)制試件表現(xiàn)出更好的延性及耗能能力;隨著剪力鍵布置間距的縮短(由300mm減小至150mm),試件承載力提高約35%,延性及耗能能力得到加強(qiáng);隨著后澆混凝土強(qiáng)度的提升(由C40增大至C60時(shí)),試件剛度得到強(qiáng)化,但承載力及抗震性能并未得到明顯提升。(2)在Ollgaard滑移模型的基礎(chǔ)上,依據(jù)試驗(yàn)實(shí)測(cè)荷載-滑移曲線,考慮了曲線下降段等影響因素,提出了鋼管混凝土邊框柱與預(yù)制剪力墻結(jié)合面的滑移模型,用于有限元模型中邊框柱與預(yù)制剪力墻界面接觸模擬。在確定鋼筋混凝土、鋼管核心混凝土、鋼材及鋼筋等材料應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系模型和試件各部位之間接觸模型的基礎(chǔ)之上,采用有限元分析軟件ABAQUS,建立數(shù)值分析模型,對(duì)本文試驗(yàn)試件進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算所得的荷載-位移骨架曲線及荷載-應(yīng)變骨架曲線與實(shí)測(cè)結(jié)果吻合良好。采用上述有限元模型對(duì)帶框預(yù)制鋼筋混凝土剪力墻結(jié)合面破壞模態(tài)進(jìn)行了分析;在微觀角度下,對(duì)結(jié)合面受力全過(guò)程應(yīng)力、應(yīng)變發(fā)展等工作機(jī)理進(jìn)行分析;在等強(qiáng)情況下,將本文所提剪力鍵同Shirali所提連接方式的結(jié)合面連接性能進(jìn)行對(duì)比分析,分析結(jié)果表明在合理配置剪力鍵個(gè)數(shù)的情況下,本文所提剪力鍵具有較好的抗剪承載力及延性。(3)采用上述有限元模型,研究分析后澆混凝土強(qiáng)度、剪力鍵布置間距、剪力鍵尺寸以及剪力鍵強(qiáng)度等參數(shù)對(duì)試件承載力、剛度及延性系數(shù)的影響。參數(shù)分析結(jié)果表明:當(dāng)試件為后澆混凝土破壞時(shí),后澆混凝土強(qiáng)度影響著試件結(jié)合面連接性能;當(dāng)試件轉(zhuǎn)換為剪力破壞時(shí),后澆混凝土強(qiáng)度對(duì)試件結(jié)合面連接性能影響不大,此時(shí)剪力鍵起主要作用;當(dāng)剪力鍵間距從L_w/4縮短至L_w/6(L_w為交接面長(zhǎng)度)時(shí),承載力提高約30%,但每個(gè)剪力鍵所能受平均剪力降低約20%;當(dāng)剪力鍵受剪截面厚度由2mm增大至4mm時(shí),試件承載力提高約90%,延性得到明顯提升;當(dāng)剪力鍵強(qiáng)度由Q235提升Q420時(shí),試件承載力提高約50%,延性降低,此時(shí)破壞模態(tài)由剪力鍵破壞轉(zhuǎn)換至鍵側(cè)混凝土破壞。參考國(guó)內(nèi)外鋼-混凝土連接界面承載力計(jì)算公式,公式計(jì)算結(jié)果與參數(shù)分析及試驗(yàn)實(shí)測(cè)所得結(jié)果相比存在較大偏差。故在已有公式之上,使用線性回歸方式,考慮剪力鍵承載力衰減系數(shù),提出該類型結(jié)合面連接承載力設(shè)計(jì)公式,本文所提公式計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)及數(shù)值模擬結(jié)果吻合良好,具有一定安全儲(chǔ)備。
【圖文】：

帶鋼管混凝土邊框的鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)（簡(jiǎn)稱鋼管混凝土剪力墻）就因其構(gòu)件小、承載能力高和抗震性能優(yōu)異等特點(diǎn)而被廣泛關(guān)注并逐步推廣應(yīng)用。這主要得益于混凝土邊框剪力墻有效組合了鋼管混凝土和鋼筋混凝土各自優(yōu)勢(shì)，鋼管混凝土邊框的(a)津塔 (b)賽格廣場(chǎng)圖 1-1 鋼-混組合結(jié)構(gòu)建筑

本文所用連接方式
【學(xué)位授予單位】：福建工程學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU398.9;TU352.11

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本文編號(hào)：2598163