發(fā)布時間：2020-11-15 10:49

　　 隨著新時代綠色建筑的不斷推廣與使用,PEC組合結(jié)構(gòu)得到越來越多的關(guān)注,工程應(yīng)用前景也越來越可觀。PEC裝配式結(jié)構(gòu)不僅具有較高的承載力、抗火性能和延性性能,還具有良好的預(yù)制裝配性,可節(jié)省模板,減少建筑垃圾排放等。我國目前對PEC薄壁結(jié)構(gòu)的研究還不夠深入且未能建立完善的相關(guān)規(guī)范,因此,本文旨在通過薄壁H形鋼P(yáng)EC短柱試驗研究和有限元模擬分析,為此類PEC構(gòu)件在實際工程中的應(yīng)用提供參考。本文設(shè)計了6個薄壁H形鋼P(yáng)EC短柱試件,并對其進(jìn)行軸心受壓承載力試驗,試驗參數(shù)為翼緣寬厚比和混凝土強(qiáng)度等級。研究了薄壁H形鋼部分包裹混凝土組合短柱的變形特征和極限承載力,分析了混凝土強(qiáng)度等級和翼緣寬厚比對試件極限承載力的影響。根據(jù)疊加原理,建立了薄壁H形鋼P(yáng)EC短柱極限承載力的計算公式。利用有限元軟件ABAQUS建立分析模型,對模擬結(jié)果與試驗結(jié)果進(jìn)行對比,對不同翼緣寬厚比和不同強(qiáng)度混凝土的軸心受壓試件進(jìn)行了拓展研究,并提出了PEC柱翼緣寬厚比的限值。研究結(jié)果表明:當(dāng)薄壁PEC短柱進(jìn)入彈塑性階段后,混凝土裂縫延伸并逐漸變寬,達(dá)到最大承載力后,翼緣產(chǎn)生較為明顯的局部屈曲現(xiàn)象,同時混凝土脫落,水平拉結(jié)筋斷開。試件的翼緣寬厚比由18.4增大到36.8時,試件的極限承載力減小了12.26%～21.35%,混凝土強(qiáng)度等級由C20增加到C35時,試件的極限承載力增加了7.33%～9.64%,因此減小翼緣寬厚比,增大混凝土強(qiáng)度等級,可以有效提高PEC短柱的極限承載力。含鋼率由4.613%增大到7.227%時,型鋼對混凝土的約束增強(qiáng),可以提高柱子延性。
【學(xué)位單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2020
【中圖分類】：TU398.9
【部分圖文】：

PECC1-1試件破壞現(xiàn)象

內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文-18-(a)翼緣與混凝土脫開(b)混凝土開裂(c)最終破壞形態(tài)圖2.8PECC1-2試件破壞現(xiàn)象（3）PECC1-3的試驗現(xiàn)象隨著荷載的增加，試件沒有明顯變化。當(dāng)荷載加載到3160kN時，試件（北側(cè)）出現(xiàn)一條貫穿柱子中部的斜向裂縫，見圖2.9（a）；當(dāng)荷載下降到3125kN時，試件一側(cè)翼緣與混凝土脫開；當(dāng)荷載下降到3122kN時，試件另一側(cè)翼緣與下部混凝土脫開；當(dāng)荷載下降到3113kN時，試件（南側(cè)）翼緣與中部混凝土脫開，見圖2.9（b）；當(dāng)荷載下降到3082kN時，試件（北側(cè)）混凝土大量掉落且兩側(cè)翼緣有明顯鼓曲現(xiàn)象，試件（南側(cè)）下部混凝土開始產(chǎn)生豎向裂縫；當(dāng)荷載下降到3032kN時，試件（南側(cè)）中部產(chǎn)生新的裂縫；當(dāng)荷載下降到2800kN時，試件（南側(cè)）中部產(chǎn)生了數(shù)條裂縫且柱子底部掉落了大量的混凝土塊，試件（北側(cè)）混凝土的脫落現(xiàn)象也變得更加明顯了；當(dāng)荷載下降到2091kN時，試件（南側(cè)）另一側(cè)翼緣也與中部混凝土脫開。PECC1-3短柱試件的最終破壞情況如圖2.9（c）。

內(nèi)蒙古科技大學(xué)碩士學(xué)位論文-19-（4）PECC1-4的試驗現(xiàn)象當(dāng)荷載增加到2568kN時，試件（北側(cè)）底部出現(xiàn)一條長度約為20cm的豎向裂縫；當(dāng)荷載增加到3000kN時，試件（南側(cè)）底部出現(xiàn)10cm左右長的豎向裂縫，距柱子底部25cm處出現(xiàn)了大約10cm長的豎向裂縫；當(dāng)外載增加到3206kN時，試件（北側(cè)）底部混凝土出現(xiàn)數(shù)條較為明顯的裂縫，見圖2.10（a）；當(dāng)外載增加到最大荷載3208kN時，柱子（北側(cè)）中部出現(xiàn)橫向裂縫，與此同時型鋼翼緣也出現(xiàn)了較為明顯的鼓曲現(xiàn)象，見圖2.10（b）；當(dāng)荷載下降到3033kN時，試件（南側(cè)）混凝土上部大范圍脫落，西側(cè)翼緣出現(xiàn)鼓曲現(xiàn)象，試件（北側(cè)）中部混凝土開裂。PECC1-4短柱試件的最終破壞情況如圖2.10（c）。(a)斜向裂縫(b)翼緣鼓曲(c)最終破壞形態(tài)圖2.9PECC1-3試件破壞現(xiàn)象(a)混凝土開裂(b)翼緣鼓曲(c)最終破壞形態(tài)圖2.10PECC1-4試件破壞現(xiàn)象
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本文編號：2884672