附加钢筋对钢—混凝土组合梁负弯矩区受力性能影响研究

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中文摘要：近些年来，方钢管混凝土柱与钢-混凝土组合梁组成的组合框架结构在建筑结构工程中得到了越来越广泛的应用。除相关规范规程中推荐的梁柱节点构造形式之外，实际工程中应用的钢管混凝土节点构造形式多种多样。与此同时，在高层和超高层建筑中，由于方钢管混凝土柱的特殊构造，梁柱节点也越来越受到国内外研究人员的关注。目前已对方钢管混凝土柱节点区域进行了较多的试验研究和理论分析，积累了丰富的试验数据，对节点区域的受力性能有了比较充分的认识。但现有研究多限于不同构造形式节点的受力性能，而在节点构造对组合构件受力性能影响方面的研究方面尚存在一些不足。针对以上现状，本文结合某实际工程，选取组合框架结构中的方钢管混凝土柱与钢-混凝土组合梁连接节点为对象，研究梁柱节点区域混凝土翼板中不同配置形式的附加纵筋对钢-混凝土组合梁负弯矩区承载能力、刚度退化、应力分布以及混凝土开裂等方面受力性能的影响。基于研究目的，本文首先对按实际工程中考虑的两种梁柱节点构造，制作两组不同的1∶1试件进行静力试验分析，得到梁柱节点区域混凝土翼板中不同配置形式的附加纵筋对钢-混凝土组合梁受力性能影响的一般关系;然后，在此基础上通过调试通用有限元软件，建立在一定程度上能模拟实际工程节点的有限元分析模型，并对理论计算结果和试验结果进行对比分析;最后，通过调整有限元模型中组合节点和构件的细部构造参数，研究多种条件下不同配置形式附加纵筋对钢-混凝土组合梁受力性能的影响。在方钢管混凝土柱与钢-混凝土组合梁的连接节点区域，混凝土翼板中附加纵筋通过套筒与方钢管柱连接。目前国内还没有针对此类构造形式对钢-混凝土组合梁负弯矩区受力性能影响的研究，本文具有一定的创新。研究表明:与未设置附加钢筋的钢-混凝土组合梁相比，在混凝土翼板中设置附加钢筋可提高组合梁负弯矩区的抗弯承载力，增强其变形能力;钢梁上翼缘未出现明显的应力集中现象，钢梁与翼板中的钢筋所构成的截面的弹性、塑性中和轴均在上翼缘附近，在一定程度上降低了节点区域上翼缘与方钢管柱的焊缝连接破坏;节点区域的组合梁以钢梁下翼缘受压屈服，混凝土翼板出现不满足正常使用极限状态的裂缝而破坏。另外，在组合梁负弯矩区混凝土翼板受拉，同时还存在与钢梁上翼缘、栓钉以及钢筋的粘结滑移现象，其受力极其复杂，需要进一步研究。对梁柱节点区域混凝土翼板中不同设置形式附加纵筋对钢-混凝土组合梁受力性能影响的研究，有助于组合框架的研究，对指导实际工程中组合构件与节点设计，具有一定的实际意义。

作者：

银加恩

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关键词：

组合框架钢-混凝土组合梁负弯矩区附加纵筋受力性能

授予学位：

硕士

学科专业：

结构工程

导师：

李天

学位年度：

2014

学位授予单位：

郑州大学

语种：

中文

中图分类号：