型钢连接装配式混凝土梁柱构件力学性能研究

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装配式混凝土结构是我国建筑结构发展的重要方向之一,与传统的现浇混凝土结构相比,它有利于我国建筑工业化的发展,提高生产效率、节约能源、保证建筑工程质量。在装配式混凝土框架结构体系中,结构的安全不仅取决于梁、柱受力构件的整体质量,还取决于构件之间连接的可靠性。因此,欲推广装配式混凝土结构,就必须对装配式混凝土梁、柱构件的受力性能开展深入研究。参考钢结构构件连接方式,本文提出了装配式混凝土构件间采用型钢连接件的钢结构连接方式,并设计了一种全装配式混凝土框架结构模型,主要预制构件包括:装配式组合节点、装配式混凝土梁、装配式混凝土柱。装配式混凝土梁和柱的两端均带型钢连接件,通过型钢连接件与组合节点进行连接,形成整体结构。本文开展了装配式混凝土梁柱构件在静力荷载作用下的试验研究,采用有限元分析软件建立了装配式梁柱构件的有限元模型,进行仿真模拟计算,并与试验结果进行对比验证。通过试验、数值分析和理论相结合的方法对型钢连接装配式混凝土梁柱构件的受力性能进行了系统的研究。主要研究工作如下:(1)对2个型钢连接装配式混凝土梁和2个装配式混凝土柱构件在静力荷载下的力学性能进行试验研究,测得梁柱构件混凝土的裂缝开展情况、关键截面应力-应变曲线、荷载-挠度曲线和破坏模式。验证了型钢连接装配式混凝土梁柱构件的整体可靠性及相关连接方式的可行性,找到设计方法所存在的问题,提出型钢连接装配式混凝土梁柱构件合理的构造形式和设计建议。(2)采用有限元分析软件建立了一系列型钢连接装配式混凝土梁柱构件的有限元模型,与试验结果进行对比验证,并进一步研究型钢连接件长度等参数对装配式混凝土梁柱构件力学性能的影响。(3)在试验研究和有限元分析的基础上,对变刚度梁挠度计算进行理论分析,研究预埋型钢连接件对型钢连接装配式混凝土梁的刚度和挠度的影响,考虑梁构件及相关连接方式的适用性和经济性,提出合理的设计建议,以便于工程应用。
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