钢次梁-混凝土主梁节点静力性能研究

摘要

近年来钢－混凝土混合结构在我国建筑中得到了较为广泛的应用，该种结构充分利用和发挥了钢和混凝土构件各自的优点，是一种较好的组合结构形式。楼面钢次梁插入混凝土主梁的连接形式是近几年刚开始采用的，国内尚未发现有关这方面的研究成果，更没有纳入到有关规范或设计手册中，目前还没有可遵循的规定和参考资料。
　　本文根据实际工程中电力厂房的情况，对楼面钢次梁插入混凝土主梁的节点形式，进行有限元实体模型理论分析和模型的试验研究，了解钢次梁和混凝主梁的受力、破坏机理。具体内容如下：⑴对本文设计和制作4种不同节点形式的试件，进行静力加载试验，获得各试件的荷载－位移曲线及钢次梁端部腹板和纵向钢筋的荷载－应变状态关系；⑵根据实验结果对节点的强度、屈服荷载、极限荷载，节点域内纵向钢筋和钢次梁腹板的应力进行详细的分析，并对比分析4种不同节点形式受力性能的优劣；⑶对钢次梁－混凝土主梁节点在单调加载条件下的受力状况进行三维非线性有限元分析，研究各试件节点域的应力分布状况，并与试验结果进行对比，验证有限元模拟分析的有效性；⑷用ANSYS有限元程序模拟出一种新型的节点形式，将计算结果与上述实验得到的实验结果和有限元计算结果三者进行对比，最终得出一种最优的节点构造形式。

目录

钢次梁－混凝土主梁节点静力性能研究

STUDY ON STATIC BEHAVIOR OF JOINT OF STEEL SUB-BEAM AND CONCRETE BEAM

摘要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 国内外相关研究与应用概况

1.2.1 国外RCS组合框架梁柱节点研究现状

1.2.2 国内RCS组合框架梁柱节点研究现状

1.2.3 钢次梁－混凝土主梁节点研究现状

1.3 课题主要研究内容

第2章 钢次梁－混凝土主梁节点实验方案设计

2.1 引言

2.2 试件设计

2.3 材性性能试验

2.3.1 钢材的材性试验

2.3.2 混凝土的材性试验

2.4 试验加载方案

2.5 试验数据采集

2.5.1 测量内容

2.5.2 量测点布置

2.6 本章小结

第3章 钢次梁－混凝土主梁节点试验

3.1 引言

3.2 试验现象

3.2.1 BJ1-1试验现象

3.2.2 BJ1-2试验现象

3.2.3 BJ1-3试验现象

3.2.4 BJ1-4试验现象

3.3 各节点试件受力过程及特征分析

3.3.1 试件受力过程

3.3.2 各节点破坏特征分析

3.4 节点域关键点应变分布情况

3.4.1 钢梁腹板应变分布

3.4.2 抗压钢筋应变分布

3.4.3 抗扭钢筋应变分布

3.4.4 混凝土强度

3.4.5 钢次梁转角

3.5 节点受力机理分析与对比

3.5.1 节点受力机理分析

3.5.2 点焊锚筋对节点影响

3.5.3 钢梁端部翼缘宽度对节点影响

3.6 本章小结

第4章 钢次梁－混凝土主梁节点有限元分析

4.1 引言

4.2 非线性有限元分析的基本理论概述

4.2.1 非线性有限元分析的数值求解

4.2.2 材料本构关系

4.3 有限元分析计算步骤

4.4 有限元模型的建立和求解

4.4.1 单元选取

4.4.2 有限元模型建立

4.4.3 单元网格划分

4.4.4 求解及后处理

4.5 有限元计算结果分析

4.5.1 荷载与位移曲线对比

4.5.2 节点区域内钢梁翼缘应力

4.5.3 钢次梁－混凝土主梁节点构件应力

4.5.4 参数对节点性能影响

4.6 新型节点研究

4.7 本章小结

结论与展望

参考文献

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

致谢