基于半剛性連接的RCS梁柱組合件彎矩—轉(zhuǎn)角關(guān)系研究

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1、西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文基于半剛性連接的RCS梁柱組合件彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系研究專業(yè)：結(jié)構(gòu)工程碩士生：黃賀鵬指導(dǎo)老師：門進(jìn)杰教授摘要鋼筋混凝土柱-鋼梁（RCS）組合結(jié)構(gòu)，綜合了混凝土柱和鋼梁構(gòu)件各自的優(yōu)點(diǎn)，一定程度上可以充分發(fā)揮材料的性能。為了推動(dòng)RCS組合結(jié)構(gòu)在我國的發(fā)展，本課題組前期設(shè)計(jì)制作了六個(gè)以節(jié)點(diǎn)區(qū)鋼梁腹板貫通、翼緣局部切除為特點(diǎn)的RCS梁柱組合試件，并進(jìn)行了擬靜力試驗(yàn)研究。目前對節(jié)點(diǎn)半剛性連接的研究主要集中在端板螺栓連接形式的結(jié)構(gòu)上，涉及梁貫通型RCS組合結(jié)構(gòu)的研究還比較少。本文基于課題組前期試驗(yàn)結(jié)果，主要研究RCS組合

2、結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)連接的受力特性，分析RCS組合結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接所具有的半剛性特征，并在此基礎(chǔ)上提出適合該類RCS組合結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接的彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系數(shù)學(xué)模型。（1）對課題組前期RCS梁柱組合件抗震性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理，得到能夠反映RCS梁柱節(jié)點(diǎn)連接性能的彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系曲線，明確RCS梁柱節(jié)點(diǎn)半剛性連接的特征。分析表明，此類RCS組合結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點(diǎn)連接具有半剛性，連接的極限轉(zhuǎn)角大于0.03rad，符合美國規(guī)范對半剛性節(jié)點(diǎn)連接的要求，同時(shí)樓板的存在對節(jié)點(diǎn)連接和梁柱組合件的受力影響較大，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予以考慮。（2）采用有限元軟件ABAQUS對試驗(yàn)

3、試件進(jìn)行有限元建模和分析，主要從彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系的角度驗(yàn)證了有限元建模的有效性，表明通過合理的參數(shù)取值和恰當(dāng)?shù)慕７椒?，ABAQUS可以較好地模擬RCS梁柱組合件和節(jié)點(diǎn)連接的受力及變形性能。（3）從混凝土柱、鋼梁及混凝土樓板三個(gè)層面對可能影響RCS梁柱組合件節(jié)點(diǎn)連接彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系曲線的因素進(jìn)行分析，逐一討論了不同參數(shù)取值下彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系的變化規(guī)律，明確了各參數(shù)對連接的初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度及抗彎承載力的具體影響規(guī)律。其中，連接的抗彎承載力及初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度對軸壓比的變化較敏感，在軸壓比0.2~0.5的變化區(qū)間內(nèi)，與軸壓比近似呈現(xiàn)線性增大的關(guān)系；當(dāng)

4、混凝土等級小于C50西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文時(shí)、鋼梁翼緣寬厚比小于9.4時(shí)，二者取值的提高能夠增大節(jié)點(diǎn)連接的抗彎承載力和轉(zhuǎn)動(dòng)剛度，但其增速呈逐漸減緩的趨勢，同時(shí)也會造成節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)能力的降低。此外，樓板厚度的增大在一定范圍內(nèi)也能較大幅度地提高了組合節(jié)點(diǎn)的強(qiáng)度和剛度。（4）基于理論分析和有限元結(jié)果，給出了RCS組合結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接的初始轉(zhuǎn)動(dòng)剛度及抗彎承載力的確定方法，提出了能夠描述該類梁貫通型RCS組合結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)連接彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系的三折線數(shù)學(xué)模型。將模型與試驗(yàn)曲線對比，驗(yàn)證了本文所采用的彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系模型的合理性，為基于半剛性連接的RCS

5、組合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法提供參考。關(guān)鍵詞：RCS組合結(jié)構(gòu)；梁柱組合件；半剛性連接；彎矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系論文類型：應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金（51008244）；陜西省留學(xué)人員科技活動(dòng)擇優(yōu)自助項(xiàng)目（20151190）西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文ResearchonMoment-RotationRelationofRCSBeam-ColumnSubassembliesBasedonSemi-rigidConnectionsSpecialty:Structural?EngineeringName:Huang?HepengIn

6、structor:Professor?Men.JinjieABSTRACTReinforced?concrete?column?and?steel?beam?(referred?to?as?RCS)?composite?frame?structurescombines?the?respective?advantages?of?the?concrete?column?and?the?steel?beam?components,?which?can?make?full?use?of?the?performance?of?steel?a

7、nd?concrete?materials.?In?order?to?promote?the?development?of?RCS?composite?structure?in?China,?six?RCS?beam-column?composite?test?specimens,?which?interior?joint?with?tapered-flange-type?details,?were?designed?and?fabricated?in?the?early?stage?of?this?study.?At?prese

8、nt,?the?research?on?the?semi-rigid?joints?of?the?jointsmainly?focuses?on?the?structure?of?the?end?plate?bolt?connection.?The