钢管煤矸石混凝土柱-环梁节点在低周反复荷载作用下的试验分析及有限元分析-结构工程专业论文.docxVIP

硕士研究生学位论文 摘 要 I 摘 要 钢管混凝土框架是一种新型的结构体系，由于它具有较好的抗震性能，因此在高层建 筑中得到了越来越广泛的应用。钢管煤矸石混凝土柱-环梁节点是用煤矸石这种工业废料 取代普通混凝土,这样既可以发挥其自重较低和横向变形性能好的优点,又可以使自然资 源得到可持续利用。 近年来,国内外许多学者围绕钢管混凝土柱-环梁节点在低周反复荷载下的抗震性能 做了许多研究工作，但对于钢管煤矸石混凝土柱-环梁节点这种新型节点所做的研究从理 论上和试验上来说都比较少。本文从这一想法出发，以钢管煤矸石混凝土柱-环梁节点为 研究对象，采用试验研究和非线性有限元分析相结合的方法，并将其与普通钢管混凝土柱 -环梁节点进行对比。本文所做的研究工作主要有以下几个部分: 进行了 2 个钢管煤矸石混凝土柱-钢筋煤矸石混凝土环梁节点试件在低周反复荷载作 用??的试验研究。分析了钢筋煤矸石混凝土框架梁中纵筋、箍筋和环梁节点域以及框架梁 与节点交界处的应力应变发展规律，得到了环梁节点的梁端荷载-位移滞回曲线,并以轴压 比和节点形式为参数，分析了轴压比和节点形式对于构件承载力、延性、刚度,强度以及 耗能性能的影响规律。分析结果表明这种节点具有比较可靠的受力性能。 利用大型通用有限元分析软件 ANSYS 对该种节点形式的有限元模型进行了计算分析， 做出了有限元模型的滞回曲线,和试验的滞回曲线进行了比较。有限元分析结果也表明， 该种节点具有良好的受力性能和耗能性能。 通过分析表明，本文提出的钢管煤矸石混凝土柱-环梁节点，具有较高的承载力、刚 度和延性，在其受力性能、耗能机制上要较优于普通钢管混凝土柱-环梁节点。有限元分 析得出的数值接近并稍高于试验结果。能够实现“强柱弱梁”和塑性铰形成于梁端的抗震 设计理念，其构造符合建筑设计要求，且更为简洁合理，势必具有较好的适用性。 关键词：钢管煤矸石混凝土柱；钢筋煤矸石混凝土环梁；节点；滞回曲线；耗能能力；抗 震性能；有限元分析 硕士研究生学位论文 Abstract Ⅱ Abstract Concrete Filled Steel Tubular column system, a new hybrid system, has been applied in high-rise buildings increasingly in recent years because of its high seismic performance. Gangue concrete filled steel tubular columns-ring beam joint is used to replace coal refuse such industrial waste ordinary concrete, so its forces can play both lower and horizontal deformation good performance advantages, but also to be sustainable use of natural resources. In recent years, researchers inland or outland ha ve done a lot of research on the hysteretic performance on concrete filled steel tubular column- ring beam joint under reversed cyclic load, but the research on gangue concrete filled steel tubular column- ring beam joint is still scarce. This paper uses experimental research and nonlinear element analysis method and compared it to concrete filled steel tubular column-ring beam joint .The main contributions in this paper are as follows: The experimental research of two gangue concrete filled steel tubular column - reinforced gangue concrete ring beam joint specimen was done under reversed cyclic loading. The longitu