钢板-高延性混凝土组合连梁抗震性能试验研究

摘要

钢板-混凝土组合连梁可以改善传统钢筋混凝土连梁的剪切脆性破坏特点，提高连梁抗震性能，在超高层建筑结构中得到广泛应用。但由于混凝土自身的脆性以及与钢板之间的协同变形较差，导致组合连梁的破坏提前发生，抗震性能不能充分发挥，且给结构震后修复带来很大困难。高延性混凝土（HDC）具有高韧性、高抗裂性能和耐损伤能力，在拉伸和剪切荷载作用下具有应变硬化效应和多裂缝开展特性，能显著改善混凝土的脆性，提高构件耐损伤性能力。本文提出采用高延性混凝土（HDC）代替传统混凝土，形成钢板-高延性混凝土组合连梁，以提高连梁的抗震性能和耐损伤能力，减轻结构的地震损伤程度，主要研究内容如下： （1）提出钢板-高延性混凝土组合连梁的设计方案，对比分析了外包钢板和内置钢板组合连梁在工程应用中各自具有的优势，并对传统内置钢板组合连梁中钢板嵌入墙肢锚固形式进行改进，以实现连梁的装配式工业化生产。 （2）通过对7个钢板组合连梁进行拟静力试验，研究钢板-HDC组合连梁的破坏机理、抗剪承载力、刚度退化及变形能力和耗能能力，研究不同材料（HDC和混凝土）、不同钢板配置方式（外包钢板和内置钢板）和跨高比对组合连梁抗震性能和承载力的影响。试验结果表明，外包钢板-HDC组合连梁的抗震性能最好，承载力最高，对提高连梁剪压比具有重要意义。 （3）考虑HDC中纤维桥联作用对软化性能和承载力的影响，将纤维等效为水平和竖向钢筋，基于软化拉压杆模型，提出了适用于钢板-HDC组合连梁的承载力计算方法。研究了不同材料（HDC和混凝土）、不同钢板配置方式（外包钢板和内置钢板）和跨高比对钢板组合连梁中钢板内力变化规律的影响。

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