型钢混凝土复合受扭构件抗震性能试验和承载力计算研究

作     者：袁军海 

作者单位：苏州科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：邵永健

授予年度：2021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：SRC柱 复合受扭 抗震性能 累积损伤 受扭承载力 

摘      要：在土木工程结构中,构件受扭情况不少,但是处于单一扭矩作用的情况很少,大多数处于复合受扭状态。因此,随着型钢混凝土（SRC）结构研究的不断深入和工程应用的不断增多,对其抗震要求越来越高,探究SRC复合受扭构件在地震作用下的损伤演化规律、破坏过程和其他力学行为显得尤为重要。建立型钢混凝土压弯剪扭构件的受扭承载力计算公式,对保障结构的安全性意义重大。为分析SRC复合受扭柱的抗震性能,本文开展了18根SRC柱和2根RC柱的低周反复荷载试验研究,考虑了柱截面的配钢形式、轴压比、扭弯比、混凝土强度、配箍率、配钢率、是否焊接栓钉等变化参数。研究了试件的受力全过程和最终破坏形态,以及各设计参数变化对SRC柱试件抗震性能的影响。根据试验数据得出:与配H型钢试件相比,配十字型钢试件具有更好的抗震能力,并且对累积损伤有很大减缓;提高轴压比可稍微提高峰值承载力,延性略有降低,对累积损伤程度影响较小;提高扭弯比可以提高试件的峰值承载力和延性,但累积损伤程度也随之增大;混凝土强度提高对试件峰值承载力提升有限,同时内部累积损伤降低幅度较小;提高配箍率能较大提高配H型钢试件的峰值承载力,耗能和延性变好,刚度退化和累积损伤程度改善明显;配钢率增大能有效提高试件的抗震能力,试件的刚度退化缓慢,试件的累积损伤稍微得到降低;试件通过配置栓钉和焊接箍筋方式,峰值承载力得到提高,延性略有降低,试件刚度退化未改善,累积损伤能得到缓解。同时,在试验分析和钢筋混凝土复合受扭开裂扭矩公式推导的基础之上,建立了型钢混凝土复合受扭构件的开裂扭矩计算公式;采用叠加原理将构件分为型钢受力部分和钢筋混凝土受力部分,对轴力、弯矩、剪力和扭矩进行合理分配,借助变角空间桁架模型提出了型钢混凝土压弯剪扭构件的极限扭矩计算方法。