带约束拉杆方形薄壁型钢管/胶合竹板复合柱抗震性能试验研究

作     者：唐凯 

作者单位：湘潭大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周靖

授予年度：2016年

学科分类：081405[工学-防灾减灾工程及防护工程] 08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：胶合竹板 薄壁钢管 复合空芯柱 横向约束拉杆 抗震性能 

摘      要：轻质化、环保化是当前建筑行业的发展方向。传统建筑材料在生产使用过程中,能源损耗大,碳排放量高,不利于可持续发展。开发一种绿色新型的建筑材料成为必然。我国幅原广阔,拥有丰富的竹材资源,但是利用率不高。竹材具有良好的抗震性能,钢—竹组合构件是当前建筑行业的热点。从抗震角度出发,本文通过改良现有钢—竹组合构件,在轴压、偏压研究基础上,设计出带横向约束拉杆的方形薄壁型钢管/胶合竹板复合空芯柱(SBCCB),并对复合柱抗震性能进行试验分析。通过对竹材和冷弯薄壁型钢的物理力学性能研究,确定影响SBCCB抗震性能的主要因素,并进行复合柱设计。本文试验共加工9根SBCCB试件,对SBCCB试件进行低周反复拟静力测试,考察SBCCB的破坏过程和形态。研究拟静力试验下SBCCB的滞回曲线、骨架曲线、强度退化、刚度退化、延性系数、耗能性能数据,分析试件剪跨比、胶合竹板净横截面面积、截面组合方式以及约束拉杆间距对其受力和抗震性能影响。检测拟静力试验过程中胶合竹板的应变,分析地震荷载作用下竹材变形的特点。结果表明:SBCCB破坏形态主要为柱脚胶合界面的开裂破坏和胶合竹板材料断裂破坏,截面组合方式对其破坏模式有显著影响。增大复合柱截面尺寸和剪跨比能改善SBCCB抗震性能,试件有较好的弹性变形能力和抗震耗能性能。约束拉杆有效保证了试件的整体性,抑制基体胶合界面开胶破坏,间接提高抗震性能。胶合竹板具有良好的弹塑性性能,沿复合柱高度方向,应变均匀变化。沿复合柱截面高度方向,应变随高度呈线性分布,复合柱胶合竹板符合平截面假定。