CAP1400型钢混凝土(SRC)结构汽机厂房变梁异型中节点抗震性能研究

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为研究CAP1400型钢混凝土(SRC)结构汽机厂房中典型及关键节点的抗震性能,本文选取其中大量存在的变梁异型中节点作为研究对象。目前关于型钢混凝土节点的研究主要集中于常规节点,变梁异型节点的研究也仅限于钢筋混凝土结构中,而我国现行设计规范又普遍从经验角度考虑,缺少可靠的理论设计方法。本文通过试验研究、有限元软件模拟和理论分析,研究了型钢混凝土变梁异型中节点的破坏形态、抗震性能及受力机理,并给出了此类节点的抗剪承载力计算公式。本文研究工作为CAP1400型钢混凝土(SRC)结构汽机厂房研究和编制相关设计指南提供技术支持和参考。主要研究内容如下:对3个缩尺比例为1:4的型钢混凝土中节点进行了拟静力试验研究。在参数梁高比不同下,分析了节点的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能性能及强度、刚度退化,并基于节点关键位置型钢和钢筋应变量测的结果,又分析了关键部位的受力状态。试验结果表明:较小的梁高比削弱了节点区内混凝土的约束作用,使得节点的抗剪承载力降低,但改善了试件的延性和耗能性能,相应地提高了地震作用下的变形能力;梁高比改变了节点的受力机理和破坏模式,使得节点的剪切破坏主要发生于“小核心”区内。在ABAQUS有限元分析软件中,通过考虑混凝土塑形损伤的影响,对试验试件进行有限元模型模拟分析,所得结果与试验结论相吻合,验证了有限元分析的合理性和可靠性。为补充试验研究,丰富了参数梁高比的变化,进一步比较了参数梁高比对节点抗震性能的影响趋势。基于试验研究和有限元分析结果,分析了型钢混凝土变梁异型中节点内混凝土、型钢和箍筋在不同阶段下的受剪作用比例分布关系,提出了此类节点的受力机理和破坏模式,并给出了参数梁高比影响下的型钢混凝土中节点抗剪承载力公式。
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