钢板-混凝土组合连梁弹塑性性能及受剪承载力研究

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连梁是许多高层建筑结构中最关键的耗能构件,其承载力、延性和耗能能力对联肢剪力墙结构体系的抗震性能有着很大的影响。钢板-混凝土组合(PRC)连梁是在传统的钢筋混凝土连梁中内嵌垂直的钢板来增强连梁的承载力和变形性能。钢板与混凝土的剪力传递是通过焊接在钢板上的抗剪栓钉实现。已有的试验研究证实了这种新型抗大剪力和转角的连梁能够满足在强风和地震作用下的抗风抗震需求。为了进一步研究中小跨高比(l/h=1.0~2.5)PRC连梁的弹塑性性能影响因素及其受剪承载力。本文首先根据试验并结合数值模拟研究PRC连梁的破坏机理和破坏过程,之后设计了39个ABAQUS数值模拟模型,设计的模型大部分发生剪切破坏,少量弯曲剪切破坏和纵筋粘结滑移破坏,此外配板较多的模型发生了墙肢的早期失效。根据数值模拟模型深入探讨了跨高比、配板率、纵筋配筋率和墙肢配筋率等因素对PRC连梁弹塑性性能及受剪承载力的影响,并且还初步研究了混凝土对角斜压杆模型的受力机制和内部钢筋钢板的应力分布。PRC连梁的跨高比、配板、配筋的选择总是存在一个合理的范围以同时满足承载力和耗能能力的需求,且应避免强梁弱墙。但是墙肢配筋空间不足也将导致墙肢配筋量的限制,从而影响到PRC连梁承载力上限。最后,文章提出现有计算方法的不足,根据国内外试验结果分析了PRC连梁受剪承载力的影响因素,并总结出一个受剪承载力计算方法。利用此公式求得PRC连梁的受剪承载力与PRC连梁试验研究结果相符合。
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