型鋼高強(qiáng)高性能混凝土結(jié)構(gòu)力學(xué)性能及抗震設(shè)計(jì)的研究.pdf

1、型鋼高強(qiáng)高性能混凝土 (SRHPC)組合結(jié)構(gòu)是型鋼與高強(qiáng)高性能混凝土有機(jī)結(jié)合的新型結(jié)構(gòu)形式，該結(jié)構(gòu)能滿足現(xiàn)代建筑對(duì)結(jié)構(gòu)形式越來(lái)越高的要求。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)高強(qiáng)高性能混凝土配筋結(jié)構(gòu)的研究屬于起步階段，本文系統(tǒng)地進(jìn)行SRHPC材料和結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究和計(jì)算分析，具體研究?jī)?nèi)容如下:
　　 1.立足于地方材料的選擇和常規(guī)生產(chǎn)工藝，通過(guò)配合比參數(shù)的優(yōu)選，研制了適用于型鋼混凝土結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)高性能混凝土(HSHPC)，對(duì)其制備過(guò)程和強(qiáng)度指標(biāo)進(jìn)行了系統(tǒng)的

2、研究。基于對(duì)混凝土拌合物形成過(guò)程的細(xì)觀認(rèn)識(shí)，對(duì)減水劑減水機(jī)理提出了潤(rùn)滑隔離的解釋。根據(jù)試驗(yàn)研究和SR工IPC結(jié)構(gòu)構(gòu)件的配箍形式，修正了現(xiàn)有HSHPC本構(gòu)關(guān)系以滿足SRHPC組合結(jié)構(gòu)計(jì)算分析。
　　 2.完成了32榻試件五類形式的對(duì)比試驗(yàn)，系統(tǒng)地研究了型鋼與混凝土(HSHPC和普通混凝土)之間的粘結(jié)性能;從粘結(jié)面的物理構(gòu)成和力學(xué)分析兩個(gè)方面建立了粘結(jié)滑移機(jī)理，并給出了粘結(jié)力和相對(duì)滑移量之間的本構(gòu)方程;對(duì)試件的破壞形態(tài)進(jìn)行了分析，定

3、義了3種破壞形態(tài)、建立了相應(yīng)的判別準(zhǔn)則，并且推導(dǎo)了型鋼與混凝土之間粘結(jié)強(qiáng)度的數(shù)學(xué)表達(dá)式;給出了粘結(jié)應(yīng)力在型鋼橫斷面上的分布規(guī)律，提出了構(gòu)成型鋼與混凝土粘結(jié)應(yīng)力三部分之間的轉(zhuǎn)化規(guī)律與量值的比例關(guān)系;研究了在推拉反復(fù)荷載作用下型鋼與混凝土粘結(jié)性能的退化規(guī)律，并且給出了相應(yīng)的粘結(jié)一滑移本構(gòu)方程。基于現(xiàn)有試驗(yàn)資料，對(duì)HSHPC與鋼筋粘結(jié)性能以及剪切連接件在HSHPC中的受力特性進(jìn)行了分析。提出了鋼筋在HSHC中錨固長(zhǎng)度的計(jì)算公式，建立了SRHP

4、C構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)最小混凝土保護(hù)層厚度、最低配箍率以及極限錨固長(zhǎng)度的計(jì)算公式。
　　 3.對(duì)SRHPC組合結(jié)構(gòu)非線性分析進(jìn)行了理論解釋，解決了SRHPC組合結(jié)構(gòu)在有限元模擬過(guò)程中的技術(shù)問(wèn)題;在細(xì)觀層次上對(duì)型鋼與混凝土組合材料的連接方式進(jìn)行了探討，提出了型鋼與混凝土之間的粘結(jié)滑移單元，并給出了單元?jiǎng)偠鹊娜≈怠?br>　　 4.進(jìn)行了一棍兩跨三層SRHPC框架結(jié)構(gòu)在低周反復(fù)荷載作用下的試驗(yàn)研究，基于現(xiàn)行規(guī)范，對(duì)框架試件和試驗(yàn)方案進(jìn)行了細(xì)

5、致的設(shè)計(jì);描述了SRHPC框架結(jié)構(gòu)在循環(huán)荷載作用下整體受力特性和梁柱構(gòu)件的破壞形態(tài);承載力、變形和延性分析得到了SRHPC框架結(jié)構(gòu)具有承載力高和延性好的特點(diǎn)，剛度和耗能能力分析獲得了SRHPC框架剛度退化平緩、耗能比系數(shù)高的特征，研究結(jié)果分析表明了SRHPC框架的抗震性能良好。對(duì)SRHPC框架結(jié)構(gòu)試驗(yàn)進(jìn)行了有限元模擬，計(jì)算值和試驗(yàn)結(jié)果吻合較好，并且完成了20榀SRHPC框架結(jié)構(gòu)的數(shù)值計(jì)算，在數(shù)值試驗(yàn)中，系統(tǒng)地研究了4個(gè)主要設(shè)計(jì)參數(shù)(軸壓