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T形配钢型钢混凝土柱-钢梁框架抗震性能研究

曾磊 谢炜 郑山锁 陈熠光 任雯婷

曾磊, 谢炜, 郑山锁, 陈熠光, 任雯婷. T形配钢型钢混凝土柱-钢梁框架抗震性能研究[J]. 工程力学, 2019, 36(5): 157-165. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.04.0221
引用本文: 曾磊, 谢炜, 郑山锁, 陈熠光, 任雯婷. T形配钢型钢混凝土柱-钢梁框架抗震性能研究[J]. 工程力学, 2019, 36(5): 157-165. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.04.0221
ZENG Lei, XIE Wei, ZHENG Shan-suo, CHEN Yi-guang, REN Wen-ting. RESEARCH ON THE SEISMIC BEHAVIOR OF FRAME STRUCTURES WITH T-SHAPED STEEL REINFORCED CONCRETE COLUMNS AND STEEL BEAMS[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(5): 157-165. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.04.0221
Citation: ZENG Lei, XIE Wei, ZHENG Shan-suo, CHEN Yi-guang, REN Wen-ting. RESEARCH ON THE SEISMIC BEHAVIOR OF FRAME STRUCTURES WITH T-SHAPED STEEL REINFORCED CONCRETE COLUMNS AND STEEL BEAMS[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(5): 157-165. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.04.0221

T形配钢型钢混凝土柱-钢梁框架抗震性能研究

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.04.0221
基金项目: 国家自然科学基金项目(51678475,51108041);湖北省自然科学基金项目(2016CFB604);湖北省教育厅科学研究计划重点项目(D20161305);陕西省重点研发计划项目(2017ZDXM-SF-093)
详细信息
    作者简介:

    谢炜(1993-),男,湖北黄冈人,硕士生,从事型钢混凝土组合结构研究(E-mail:xiewei0202@126.com);郑山锁(1960-),男,陕西渭南人,教授,博士,从事组合结构及工程抗震研究(E-mail:Zhengshansuo@263.net);陈熠光(1992-),男,湖北黄冈人,硕士生,从事型钢混凝土组合结构研究(E-mail:cyg19920907@126.com);任雯婷(1993-),女,湖北荆门人,硕士生,从事型钢混凝土组合结构研究(E-mail:201571401@yangtze.edu.cn).

    通讯作者: 曾磊(1979-),男,湖北洪湖人,教授,博士,从事组合结构及工程抗震研究(E-mail:zenglei28@126.com).
  • 中图分类号: TU398.9;TU352.11

RESEARCH ON THE SEISMIC BEHAVIOR OF FRAME STRUCTURES WITH T-SHAPED STEEL REINFORCED CONCRETE COLUMNS AND STEEL BEAMS

  • 摘要: 为研究T形配钢型钢混凝土柱-钢梁框架的抗震性能,进行了1榀3层2跨、缩尺比例为1:3的框架试件拟静力试验,了解其破坏形态、滞回曲线和骨架曲线,分析了试件的延性、耗能能力、刚度和强度退化规律。基于纤维模型对框架试件进行了数值模拟,研究了结构抗震性能在不同轴压比、配钢率和混凝土强度下的变化规律。结果表明:在水平低周往复荷载作用下,试件出现"梁铰"破坏,具有良好的延性和耗能能力,满足"强柱弱梁,强剪弱弯,强节点弱构件"的抗震设计要求。轴压比对试件屈服后的性能影响较大,结构的承载力和延性随轴压比增大而有所降低,设计时需合理控制轴压比;配钢率主要影响初始刚度和极限承载力,结构的抗震性能随配钢率增大得到有效改善;结构的极限承载力随着混凝土强度增大而提高,但结构的延性会略有降低,设计时需合理考虑。研究成果可为该类结构的设计提供可靠的支撑。
  • [1] Ataei A, Bradford M A, Valipour H. Sustainable design of deconstructable steel-concrete composite structures[J]. Procedia Engineering, 2016, 145(4):1153-1160.
    [2] Luo Y, Wang M Y, Zhou M, et al. Optimal topology design of steel-concrete composite structures under stiffness and strength constraints[J]. Computers & Structures, 2012, 112(4):433-444.
    [3] Papavasileiou G S, Charmpis D C. Seismic design optimization of multi-storey steel-concrete composite buildings[J]. Computers & Structures, 2016, 170:49-61.
    [4] 张超, 薛素铎, 王广勇, 等. 火灾后型钢混凝土框架结构力学性能试验研究及分析[J]. 工程力学, 2018, 35(5):152-161.Zhang chao, Xue suduo, Wang guangyong, et al. Experimental research and analysis on the post-fire performance of steel reinforced concrete frame structures[J]. Engineering Mechanics, 2018, 35(5):152-161. (in Chinese)
    [5] 邓明科, 马福栋, 李勃志, 等. 基于修正拉-压杆模型的型钢混凝土深梁受剪承载力分析[J]. 工程力学, 2017, 34(12):95-103. Deng Mingke, Ma Fudong, Li Bozhi, et al. Analysis on shear capacity of SRC deep beams based on modified strut-and-tie model[J]. Engineering Mechanics, 2017, 34(12):95-103. (in Chinese)
    [6] 曾磊, 涂祥, 许成祥, 等. 非对称配钢钢骨混凝土柱抗震性能试验研究[J]. 建筑结构学报, 2013, 34(3):141-151. Zeng Lei, Tu Xiang, Xu Chengxiang, et al. Experimental study on seismic behavior of steel reinforced concrete column with unsymmetrical steel cross-sections[J]. Journal of Building Structures, 2013, 34(3):141-151. (in Chinese)
    [7] Xue B, Gong J. Study on steel reinforced concrete-filled GFRP tubular column under compression[J]. Thin-Walled Structures, 2016, 106(4):1-8.
    [8] 曾磊, 涂祥, 吴园园. T形配钢型钢混凝土构件正截面承载力计算方法[J]. 工程力学, 2013, 30(10):115-121. Zeng Lei, Tu Xiang, Wu Yuanyuan. Normal section bearing capacity calculation of steel reinforced concrete members with T-shaped steel[J]. Engineering Mechanics, 2013, 30(10):115-121. (in Chinese)
    [9] Chen S, Wu P. Analytical model for predicting axial compressive behavior of steel reinforced concrete column[J]. Journal of Constructional Steel Research, 2017, 128(1):649-660.
    [10] 曾磊, 吴园园, 张地, 等. 钢骨混凝土异形柱-钢梁节点抗震性能试验研究[J]. 振动与冲击, 2016, 35(4):224-229, 240. Zeng Lei, Wu Yuanyuan, Zhang Di, et al. Tests for aseismic behavior of frame joints between a steel reinforced concrete special column and a steel beam[J]. Journal of Vibration and Shock, 2016, 35(4):224-229, 240. (in Chinese)
    [11] 布欣, 谷倩, 王新武. 剖分T型钢梁柱连接框架中柱空间节点抗震试验研究[J]. 工程力学, 2017, 34(8):105-116. Bu Xin, Gu Qian, Wang Xinwu. Experimental study on the seismic performance of three-dimensional beam to middle column connection with T-stub[J]. Engineering Mechanics, 2017, 34(8):105-116. (in Chinese)
    [12] Braconi A, Elamary A, Salvatore W. Seismic behaviour of beam-to-column partial-strength joints for steel-concrete composite frames[J]. Journal of Constructional Steel Research, 2010, 66(12):1431-1444.
    [13] 刘祖强, 薛建阳, 韩琛, 等. 实腹式型钢混凝土T形柱抗震性能试验研究[J]. 工程力学, 2018, 35(5):17-26. Liu Zuqiang, Xue Jianyang, Han Chen, et al. Experimental study on aseismic performance of solid steel reinforced concrete T-shaped column[J]. Engineering Mechanics, 2018, 35(5):17-26. (in Chinese)
    [14] 杨涛, 张喜德, 钟海牛, 等. T形截面钢骨混凝土异形柱框架抗震性能拟动力试验[J]. 中南大学学报:自然科学版, 2015, 46(6):2171-2177. Yang Tao, Zhang Xide, Zhong Hainiu, et al. Pseudo-dynamic test on seismic behavior of frame with T-shaped SRC columns[J]. Journal of Central South University (Science and Technology), 2015, 46(6):2171-2177. (in Chinese)
    [15] 薛建阳, 张昭祥, 刘祖强, 等. 实腹式型钢混凝土异形柱中框架拟静力试验及静力弹塑性分析[J]. 工程力学, 2014, 31(5):137-144. Xue Jianyang, Zhang Zhaoxiang, Liu Zuqiang, et al. Pseudo-static test and static elasto-plastic analysis of middle frame with solid steel reinforced concrete special-shaped columns[J]. Engineering Mechanics, 2014, 31(5):137-144. (in Chinese)
    [16] 刘祖强, 薛建阳, 赵鸿铁. 型钢混凝土异形柱框架滞回性能分析[J]. 工程力学, 2016, 33(7):73-83. Liu Zuqiang, Xue Jianyang, Zhao Hongtie. Analysis on hysteretic behavior of steel reinforced concrete frame with special-shaped columns[J]. Engineering Mechanics, 2016, 33(7):73-83. (in Chinese)
    [17] Wang G Y, Shi Y, Zhang D M, et al. Experimental research on post-fire seismic performance of steel reinforced concrete columns[J]. Procedia Engineering, 2017, 210(11):456-463.
    [18] GB 50010-2010, 混凝土结构设计规范[S]. 北京:中国建筑工业出版社, 2010. GB 50010-2010, Code for design of concrete structures[S]. Beijing:China Architecture & Building Press, 2010. (in Chinese)
    [19] GB 50011-2010, 建筑抗震设计规范[S]. 北京:中国建筑工业出版社, 2010. GB 50011-2010, Code for seismic design of buildings[S]. Beijing:China Architecture & Building Press, 2010. (in Chinese)
    [20] JGJ 138-2001, 型钢混凝土组合结构技术规程[S]. 北京:中国建筑工业出版社, 2001. JGJ138-2001, Technical specification for steel reinforced concrete composnte structures[S]. Beijing:China Architecture & Building Press, 2001. (in Chinese)
    [21] 任雯婷. 非对称配钢型钢混凝土柱-钢梁框架结构抗震性能试验研究及有限元分析[D]. 荆州:长江大学, 2018:33-46. Ren Wenting, Experimental study and finite element analysis on seismic behavior of frame structures composed of concrete encased columns with special section and steel beams[D]. Jingzhou:Yangtze University, 2018:33-46. (in Chinese)
    [22] JGJ 101-96, 建筑抗震试验方法规程[S]. 北京:中国建筑工业出版社, 1997. JGJ 101-96, Specificating of testing methods for earthquake resistant building[S]. Beijing:China Architecture & Building Press, 1997. (in Chinese)
    [23] Kent D C, Park R. Flexural members with confined concrete[J]. Journal of the Structural Division, 1971, 97(1):1969-1990.
  • [1] 杨友喆, 李易, 周大兴, 陆新征, 孙海林.  板柱节点冲剪破坏后的精细有限元分析 . 工程力学, 2020, 37(6): 206-215. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.09.0494
    [2] 白久林, 陈辉明, 孙博豪, 金双双.  RC框架结构地震均匀损伤优化设计 . 工程力学, 2020, 37(): 1-10. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.10.0572
    [3] 李杨, 任沛琪, 丁井臻, 李延涛, 邢万里, 宗金辉.  钢-混凝土双面组合作用梁基本力学性能试验研究与数值模拟 . 工程力学, 2020, 37(5): 82-93. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.05.0283
    [4] 赵志宏, 刘桂宏, 徐浩然.  深地能源工程热水力多场耦合效应高效模拟方法 . 工程力学, 2020, 37(6): 1-18. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.05.ST09
    [5] 徐龙河, 张焱, 肖水晶.  底部铰支自复位钢筋混凝土剪力墙设计与性能研究 . 工程力学, 2020, 37(6): 122-130. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.04.0235
    [6] 徐世烺, 李锐, 李庆华, 陈柏锟.  超高韧性水泥基复合材料功能梯度板接触爆炸数值模拟 . 工程力学, 2020, 37(): 1-12. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.09.0548
    [7] 秦卿, 郑山锁, 丁莎.  盐雾环境下一字型短肢RC剪力墙抗震性能试验 . 工程力学, 2020, 37(6): 79-91. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.06.0296
    [8] 卢嘉茗, 解琳琳, 李爱群, 曾德民, 杨参天, 杜红凯.  建筑隔震金属柔性管道抗震性能试验研究 . 工程力学, 2020, 37(5): 208-216. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.07.0402
    [9] 曾德民, 刘文科, 解琳琳, 李爱群, 杜志超, 陈曦, 耿海刚.  建筑隔震橡胶柔性管道抗震性能试验研究 . 工程力学, 2020, 37(6): 92-99. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.07.0412
    [10] 崔瑶, 许肖卓, 林迟.  考虑支撑断裂及节点板作用的中心支撑框架抗震性能研究 . 工程力学, 2020, 37(): 1-6.
    [11] 吕俊利, 吕京京, 蔡永远, 仲崇强.  分离式叠合板组合梁抗火性能研究与数值分析 . 工程力学, 2020, 37(5): 249-256. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.09.0535
    [12] 赵根田, 侯智译, 高鹏, 王达.  拟静力作用下群钉连接件抗剪性能研究 . 工程力学, 2020, 37(): 1-13. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.09.0513
    [13] 张艳霞, 庞占洋, 武丙龙, 王彦.  装配式自复位钢框架-开缝钢板剪力墙结构试验研究 . 工程力学, 2020, 37(): 1-7.
    [14] 邓明科, 郭莉英, 李睿喆, 陈佳莉.  高延性混凝土加固钢筋混凝土梁抗震性能试验研究 . 工程力学, 2020, 37(): 1-9. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.04.0237
    [15] 刘祖强, 周昕, 薛建阳, 周超锋, 赵林.  配钢率对型钢混凝土异形柱抗震性能的影响分析 . 工程力学, 2020, 37(6): 165-173. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.08.0454
    [16] 蔡健, 巫博璘, 罗翼锋, 李名铠, 陈庆军, 黄少腾.  新型双层钢板-混凝土组合剪力墙力学性能研究 . 工程力学, 2020, 37(): 1-6.
    [17] 郑跃, 郑山锁, 董立国, 贺金川, 明铭.  酸雨环境下腐蚀RC剪力墙抗震性能试验研究 . 工程力学, 2020, 37(5): 190-198,227. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.07.0394
    [18] 周炎, 郑山锁, 龙立, 张艺欣, 贺金川, 董立国.  氯离子侵蚀下RC框架结构时变抗震性能研究 . 工程力学, 2020, 37(): 1-10. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.09.0519
    [19] 杨勇, 张树琛, 薛亦聪, 于云龙.  部分预制装配型钢混凝土短柱抗震性能试验研究 . 工程力学, 2020, 37(): 1-8. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.11.0702
    [20] 杜永峰, 李虎, 韩博, 李芳玉.  钢-混凝土组合节点连接PC柱抗震性能影响参数分析 . 工程力学, 2020, 37(6): 110-121,154. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2019.09.0530
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-04-08
  • 修回日期:  2018-11-06
  • 刊出日期:  2019-05-25

T形配钢型钢混凝土柱-钢梁框架抗震性能研究

doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.04.0221
    基金项目:  国家自然科学基金项目(51678475,51108041);湖北省自然科学基金项目(2016CFB604);湖北省教育厅科学研究计划重点项目(D20161305);陕西省重点研发计划项目(2017ZDXM-SF-093)
    作者简介:

    谢炜(1993-),男,湖北黄冈人,硕士生,从事型钢混凝土组合结构研究(E-mail:xiewei0202@126.com);郑山锁(1960-),男,陕西渭南人,教授,博士,从事组合结构及工程抗震研究(E-mail:Zhengshansuo@263.net);陈熠光(1992-),男,湖北黄冈人,硕士生,从事型钢混凝土组合结构研究(E-mail:cyg19920907@126.com);任雯婷(1993-),女,湖北荆门人,硕士生,从事型钢混凝土组合结构研究(E-mail:201571401@yangtze.edu.cn).

    通讯作者: 曾磊(1979-),男,湖北洪湖人,教授,博士,从事组合结构及工程抗震研究(E-mail:zenglei28@126.com).
  • 中图分类号: TU398.9;TU352.11

摘要: 为研究T形配钢型钢混凝土柱-钢梁框架的抗震性能,进行了1榀3层2跨、缩尺比例为1:3的框架试件拟静力试验,了解其破坏形态、滞回曲线和骨架曲线,分析了试件的延性、耗能能力、刚度和强度退化规律。基于纤维模型对框架试件进行了数值模拟,研究了结构抗震性能在不同轴压比、配钢率和混凝土强度下的变化规律。结果表明:在水平低周往复荷载作用下,试件出现"梁铰"破坏,具有良好的延性和耗能能力,满足"强柱弱梁,强剪弱弯,强节点弱构件"的抗震设计要求。轴压比对试件屈服后的性能影响较大,结构的承载力和延性随轴压比增大而有所降低,设计时需合理控制轴压比;配钢率主要影响初始刚度和极限承载力,结构的抗震性能随配钢率增大得到有效改善;结构的极限承载力随着混凝土强度增大而提高,但结构的延性会略有降低,设计时需合理考虑。研究成果可为该类结构的设计提供可靠的支撑。

English Abstract

曾磊, 谢炜, 郑山锁, 陈熠光, 任雯婷. T形配钢型钢混凝土柱-钢梁框架抗震性能研究[J]. 工程力学, 2019, 36(5): 157-165. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.04.0221
引用本文: 曾磊, 谢炜, 郑山锁, 陈熠光, 任雯婷. T形配钢型钢混凝土柱-钢梁框架抗震性能研究[J]. 工程力学, 2019, 36(5): 157-165. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.04.0221
ZENG Lei, XIE Wei, ZHENG Shan-suo, CHEN Yi-guang, REN Wen-ting. RESEARCH ON THE SEISMIC BEHAVIOR OF FRAME STRUCTURES WITH T-SHAPED STEEL REINFORCED CONCRETE COLUMNS AND STEEL BEAMS[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(5): 157-165. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.04.0221
Citation: ZENG Lei, XIE Wei, ZHENG Shan-suo, CHEN Yi-guang, REN Wen-ting. RESEARCH ON THE SEISMIC BEHAVIOR OF FRAME STRUCTURES WITH T-SHAPED STEEL REINFORCED CONCRETE COLUMNS AND STEEL BEAMS[J]. Engineering Mechanics, 2019, 36(5): 157-165. doi: 10.6052/j.issn.1000-4750.2018.04.0221
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