鋼-混凝土組合構(gòu)件抗震、抗火性能及設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、本文主要進(jìn)行了三方面的工作:1.提出了一種新型的組合結(jié)構(gòu)形式--約束鋼管混凝土柱,并進(jìn)行了6個(gè)方鋼管混凝土柱滯回性能的試驗(yàn)研究,建立了約束件設(shè)計(jì)模型和計(jì)算方法.2.對(duì)基于性能的鋼管混凝土柱抗震設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究:介紹了基于位移抗震設(shè)計(jì)方法的原理,給出了鋼管混凝土柱基于位移抗震設(shè)計(jì)的過程,解決了等效剛度、等效阻尼等關(guān)鍵問題,對(duì)圓鋼管混凝土和方鋼管混凝土柱進(jìn)行了具體的設(shè)計(jì),并分析了相關(guān)參數(shù)的影響.3.在確定了鋼材和混凝土在高溫下的力學(xué)性能和

2、熱工性能的基礎(chǔ)上,計(jì)算了組合截面的溫度場(chǎng),建立了鋼-混凝土組合受彎構(gòu)件抗火計(jì)算一般方法,包括耐火全過程分析、耐火抗力折減系數(shù)的計(jì)算等.研究了輕鋼-混凝土組合梁和組合板的抗火性能.本文的主要結(jié)論是:1.提出了約束鋼管混凝土的概念,研究表明:局部約束可以阻止或延緩鋼管壁的屈曲,確保對(duì)內(nèi)部混凝土的有效約束,獲得更大的延性.2.試驗(yàn)研究表明,約束方鋼管混凝土柱具有良好的抗震性能,此外,不同約束件的約束效果有一定的差異.約束件設(shè)計(jì)方法可供工程實(shí)踐

3、參考.3.在給定頻率范圍和需求-能力比條件下,單自由度系統(tǒng)的彈性與非彈性位移是相似的.因此,單自由度系統(tǒng)的位移幅值可以用相對(duì)簡(jiǎn)單的彈性系統(tǒng)替代.4.在通常范圍內(nèi),第二階段剛度系數(shù)對(duì)滯回阻尼的影響不大.5.鋼管混凝土柱性能設(shè)計(jì)參數(shù)分析表明:隨著軸壓比的增加,鋼管壁厚度增加,柱延性系數(shù)增加;隨著截面尺寸增加,鋼管壁厚度減小,屈服彎矩也減小.6.經(jīng)驗(yàn)證,本文給出的組合受彎構(gòu)件抗火計(jì)算一般方法和過程是合理可行的,可供組合受彎構(gòu)件抗火性能分析和抗

4、火設(shè)計(jì)參考.7.對(duì)組合梁截面的溫度場(chǎng)計(jì)算結(jié)果表明:由于混凝土的吸熱作用,組合截面中鋼材的升溫要顯著低于同等條件下無(wú)混凝土的裸鋼構(gòu)件.8.梁寬b<,1>和板厚h<,1>對(duì)輕鋼-混凝土組合梁的抗力折減系數(shù)的影響較小,板寬b<,2>的影響大一些,而梁高和鋼梁厚度的影響最大.同時(shí),隨著梁寬和梁高的增加抗力折減系數(shù)增大,隨著板寬和鋼梁厚度的增加抗力折減系數(shù)減小.9.影響組合板抗力折減系數(shù)的因素有:鋼材強(qiáng)度、混凝土強(qiáng)度、板厚、含鋼率(板厚給定時(shí),對(duì)