型钢再生混凝土框架拟动力试验研究

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随着高层建筑的蓬勃发展,型钢混凝土结构得到越来越广泛的应用。型钢混凝土的优点十分显著,如能大幅度提高结构的承载力,改善结构的延性,抗震性能好等。型钢再生混凝土结构就是在型钢混凝土结构中用再生混凝土部分或全部取代普通混凝土。再生混凝土为型钢混凝土结构增添了绿色,环保,节约资源的优点。在未来,这种结构形式必将有很大的发展空间。目前,国内对型钢再生混凝土结构的研究还比较少。对型钢混凝土结构和再生混凝土结构的研究都有一定的规模,但型钢再生混凝土结构尚无系统的研究。而对型钢再生混凝土结构的拟静力研究较多,拟动力研究则比较少。为了研究地震作用下型钢再生混凝土框架的抗震性能及再生混凝土对结构的影响,制作了一榀1:2.5的三层两跨模型框架,再生骨料取代率为100%。使用MTS电液伺服加载系统进行拟动力试验。试验中,输入不同峰值加速度下的EL Centro(1940) N-S地震波,Taft E-W波和兰州波,得到地震作用下的钢筋应变反应、型钢应变反应及位移时程反应曲线、恢复力时程曲线等。结合观察型钢、钢筋的应变反应和混凝土裂缝发展情况,对型钢再生混凝土框架的动力响应、动力特性参数、刚度下降规律、延性指标进行了分析。在拟动力试验的基础上,结合相关试验结果,在Opensees平台上建立了型钢再生混凝土框架有限元模型,对其进行了不同地震波不同地震加速度下的弹塑性时程分析。通过试验与理论计算结果的比较,验证设计方法的合理性。试验结果表明,按照组合结构规程设计的型钢再生混凝土结构在地震作用下有良好的延性,能够满足使用要求。建立的有限元模型可用于型钢再生混凝土构件及结构的有限元分析。本文的研究成果对进一步研究型钢再生混凝土结构的抗震性能有借鉴意义。
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