【摘 要】
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钢管混凝土是一种承载能力高、施工方便、且耐火性能好的新型组合材料,中空复式钢管混凝土能有效地降低结构自重,在国内外已有广泛的应用,目前使用钢管混凝土的结构大多采用现场焊接钢管并浇筑混凝土的方法,对环境影响较大。装配式结构是在工厂批量生产构件,运输至现场后完成装配的新型结构,装配式结构具有施工速度快、污染少、节能节材等优势,具有广阔的发展前景。本文结合复式钢管混凝土与装配式结构的特点,设计了新型对接
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钢管混凝土是一种承载能力高、施工方便、且耐火性能好的新型组合材料,中空复式钢管混凝土能有效地降低结构自重,在国内外已有广泛的应用,目前使用钢管混凝土的结构大多采用现场焊接钢管并浇筑混凝土的方法,对环境影响较大。装配式结构是在工厂批量生产构件,运输至现场后完成装配的新型结构,装配式结构具有施工速度快、污染少、节能节材等优势,具有广阔的发展前景。本文结合复式钢管混凝土与装配式结构的特点,设计了新型对接装配式复式钢管混凝土柱-钢梁框架,对其进行了低周反复荷载试验,并采用ABAQUS有限元软件进行数值分析,旨在得到一种抗震性能良好且又绿色节能环保的新型结构。本文的主要研究内容及结论如下:(1)设计了一榀新型对接装配式复式钢管混凝土柱-钢梁框架试件和一榀传统非装配式复式钢管混凝土柱-钢梁框架试件,新型框架在柱中设计装配节点,两榀试件在装配位置处均采用纯螺栓连接;对两榀试件分别进行低周反复荷载试验,分析破坏现象和变形特征。(2)基于试验结果,对比研究两榀框架的抗震性能。分析新型框架与传统框架的滞回曲线、骨架曲线、变形性能、耗能能力、强度退化、刚度退化和P-(35)二阶效应,并提出实用恢复力模型。研究表明:新型框架的抗震性能良好且略优于传统框架,证明了新型框架设计的合理性及节点连接的有效性。(3)采用ABAQUS软件对新型对接装配式复式钢管混凝土柱-钢梁框架进行了非线性有限元分析。在验证模型合理的基础上,分析新型框架各部件之间的传力特点及应力分情况,并进一步研究了轴压比、外钢管厚度、钢材强度、上下柱混凝土强度及柱中节点后浇灌浆料强度等因素对承载力及应力分布的影响。本文设计的新型对接装配式复式钢管混凝土柱-钢梁框架具有良好的抗震性能,有效地结合了钢管混凝土与装配式结构的特点,为装配式复式钢管混凝土结构的研究和工程应用提供了基础。
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