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部分埋入式钢再生混凝土组合梁受力性能研究

部分埋入式钢再生混凝土组合梁受力性能研究

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作者：刘卿卿山东建筑大学

学位级别：硕士

随着我国建筑工程的迅速发展,钢混凝土组合结构凭借其优良的力学性能被广泛应用于工程实际中。而受限于建筑资源的紧缺性,减少建筑垃圾,提高建筑资源的回收和高效利用,再生混凝土逐渐在工程中得以运用。将型钢和再生混凝土的充分结合,... 详细信息

随着我国建筑工程的迅速发展,钢混凝土组合结构凭借其优良的力学性能被广泛应用于工程实际中。而受限于建筑资源的紧缺性,减少建筑垃圾,提高建筑资源的回收和高效利用,再生混凝土逐渐在工程中得以运用。将型钢和再生混凝土的充分结合,既利用了型钢的刚度、承载力以及抗震性能,又充分发挥了再生混凝土的性能。部分埋入式箱形型钢再生混凝土组合梁具有不易发生整体失稳、刚度大以及承载力高等诸多优点,能有效地拓宽了再生混凝土在工程实际中的应用范围,节省建筑层高,保证其整体稳定性。但是,现有的研究主要集中在型钢混凝土组合结构等方面,缺乏对部分埋入式箱形型钢再生混凝土组合梁力学性能的研究,这不利于组合梁的设计计算和实际工程中的运用,因此,亟待对组合梁的力学性能进行研究。基于此,本文对部分埋入式箱形型钢再生混凝土组合梁的力学性能进行了研究,主要研究内容和结论如下:1.建立了足尺寸的部分埋入式箱形型钢再生混凝土组合梁的三维实体有限元分析模型,验证该模型的有效性,通过观察箱形型钢和再生混凝土的应力应变、变形性能,研究了该组合梁的破坏形态、变形性能等受力性能。2.通过分析埋入深度、再生混凝土强度、再生骨料取代率以及钢材强度等参数变化对部分埋入式箱形型钢再生混凝土组合梁受力性能的影响,研究表明:提高再生混凝土的强度和钢材强度可以提高组合梁的承载力;再生粗骨料的取代率对构件的初始刚度影响较小,在弹性阶段的影响几乎没有,但随着取代率的增加,构件承载力是逐渐降低的;随着埋深的增加导致组合梁的截面高度降低承载力变化并不显著,可以较好的满足建筑层高的要求。3.提出部分埋入式箱形型钢再生混凝土组合梁设计理论和计算方法,扩大部分埋入式箱形型钢再生混凝土组合梁工程应用范围。

关键词：部分埋入式再生混凝土取代率承载力

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部分埋入式型钢混凝土框架结构受力性能研究

部分埋入式型钢混凝土框架结构受力性能研究

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作者：杨路瑜山东建筑大学

学位级别：硕士

钢-混凝土组合结构因其承载力高、延性好、抗震性能优良和施工方便等优点,在多、高和超高层建筑中得到广泛应用。在工程实践中,部分埋入式型钢混凝土框架结构被首次提出,使其增加了降低结构高度和改善受压型钢稳定性等优点,可大大拓宽钢... 详细信息

钢-混凝土组合结构因其承载力高、延性好、抗震性能优良和施工方便等优点,在多、高和超高层建筑中得到广泛应用。在工程实践中,部分埋入式型钢混凝土框架结构被首次提出,使其增加了降低结构高度和改善受压型钢稳定性等优点,可大大拓宽钢-混凝土组合结构的应用范围。本文对水平和竖向荷载作用下部分埋入式型钢混凝土框架结构模型的受力性能和破坏机理等开展了系统分析,主要研究内容为:(1)建立了足尺的部分埋入式型钢混凝土框架结构三维实体单元模型,通过施加单调水平和竖向荷载分析结构在加载过程中各构件如:型钢应力、钢筋应力和板中应力变化等力学性能。研究表明:部分埋入式型钢混凝土框架结构在竖向荷载下,其破坏形态都为框架梁发生延性弯曲破坏形态,板顶部混凝土被压坏,型钢下翼缘受拉屈服,板内上部钢筋达到屈服强度。在水平荷载下,主要为板沿宽度方向上中间截面和柱子外侧截面最先破坏,接着型钢梁上翼缘和柱中型钢顶部位置的型钢达到屈服,最后板中钢筋在加载处截面、柱中的钢筋在梁柱连接处均应力达到屈服。(2)对型钢埋置深度、混凝土强度、型钢强度和柱轴压比等主要影响参数对部分埋入式型钢混凝土框架受力性能进行对比分析,详细研究其应力、变形、位移等受力性能、破坏特征以及荷载-位移曲线,研究表明:埋置深度是影响框架梁受力性能的重要参数,主要对受弯性能产生影响,在不显著降低受弯承载力的条件下,可大大降低结构高度,节省建筑层高;混凝土和型钢的强度等级的提高大大增加了框架结构的整体承载能力,由于强度的增大,结构抵抗变形能力增加;轴压比的增加导致型钢和混凝土截面应力的增大,从而结构整体变形能力有所下降,在提高承载能力方面作用较小。(3)基于现行钢-混凝土组合结构设计规范,提出对部分埋入式型钢混凝土框架结构的设计建议,为该类工程设计及应用提供参考。

关键词：部分埋入式框架结构承载能力数值模拟破坏模式

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