预应力H型钢混凝土组合梁动力性能参数分析.pdf
《预应力H型钢混凝土组合梁动力性能参数分析.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《预应力H型钢混凝土组合梁动力性能参数分析.pdf(9页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 2 8卷 第 1 期 2 0 1 1年 3月 建筑科 学与工程 学报 J o u r n a l o f Ar c h i t e c t u r e a n d C i v i l E n g i n e e r i n g Vo1 2 8 M a r NO 1 2 O1 1 文章 编 号 : 1 6 7 3 2 0 4 9 ( 2 0 1 1 ) 0 1 0 0 3 3 0 9 预应 力 H型钢混凝土组合梁动力性能参数分析 计 静 , 郑 文 忠 , 张 文福 ( 1 东 北 石 油 大 学土木 建筑 工程 学 院 , 黑 龙 江 大 庆1 6 3 3 1 8;2 哈 尔 滨 工 业
2、大 学 土木工程学 院, 黑龙江哈尔滨1 5 0 0 9 0 ) 摘要 : 为获 得预 应力 H 型钢混 凝 土新型 组合 梁的恢 复 力模 型 , 对 7根跨 度 为 3 8 0 0 mm、 2根跨 度为 4 5 0 0 mm 的预应 力型 钢混 凝土 简 支梁的 骨架 曲线进 行 了仿 真 分析 , 探 讨 了综合 配 筋指 标 、 预 应 力 度 、 预 应力 筋合 力点到 梁 下边 缘距 离及 混凝 土轴 心抗压 强度 4个参 数 对截 面单调 弯矩一 曲率 曲 线和 构件 单调 荷载一 位 移 曲线的影 响 , 同时考察 了综合 配筋指 标 、 预 应 力度 对 构件 截 面曲 率延
3、 性和 构 件 位 移延 性的影 响 ; 最后统 计 回归 出预 应 力 H 型钢 混 凝 土组 合 梁 曲率 延 性和 位 移延 性 的计 算 公 式 , 建 立 了预 应 力 H 型钢 混凝 土组合 梁弯矩一 曲率恢 复力 模 型和 荷 载一 位 移 恢 复 力模 型 。结果 表 明 : 预 应力 H 型 钢混凝 土 组合 梁具有 良好 的抗震 性 能 , 建 立的恢 复 力模 型 可为该 类 梁的结 构 弹塑性 动 力 分析 提供 参考 。 关键 词 : 预 应 力 H 型钢 混凝 土 ; 组合 梁 ; 预应 力度 ; 恢 复力模 型 ; 动 力性 能 中图分类 号 : TU3 7 8
4、2 文献标 志码 : A Pa r a m e t e r Ana l y s i s o n Dy na m i c Pe r f o r m a n c e o f Pr e s t r e s s e d H s t e e l Re i n f o r c e d Co n c r e t e Co m po s i t e Be a m s j I J i n g ,ZHENG W e n z h o n g 。 ,ZHANG W e n f u ( 1 S c h o o l o f Ci v i l En g i n e e r i n g a n d Ar c h i t e
5、c t u r e ,No r t h e a s t P e t r o l e u m Un i v e r s i t y,Da q i n g 1 6 3 3 1 8 ,He i l o n g j i a n g , C h i n a ; 2 S c h o o l o f Ci v i l En g i n e e r i n g,Ha r b i n I n s t i t u t e o f Te c h n o l o g y ,Ha r b i n 1 5 0 0 9 0,He i l o n g j i a n g,Ch i n a ) Ab s t r a c t :
6、I n or d e r t o a c q ui r e t he r e s t or i n g f o r c e mo de l s o n t h e ne w pr e s t r e s s e d H s t e e l r e i n f o r c e d c o nc r e t e c o m p o s i t e b e a m s ,t h e s i m u l a t i on a na l ys i s wa s p e r f o r me d on 7 s p a n 3 8 0 0 mm a nd 2 s p a n 4 5 0 0 mm pr e
7、s t r e s s e d s t e e l r e i n f o r c e d c o nc r e t e s i mpl e b e a m s The i nf l u e n c e s o f f ou r f a c t o r s o n t he m o no t o n e m o me nt c ur v a t u r e c ur v e o f s e c t i o n a n d t he mon ot on e l oa d di s pl a c e m e nt c u r v e of m e mbe r we r e d i s c us s
8、 e d,whi c h we r e g l o ba l r e i nf or c i ng i nd e x,pr e s t r e s s i n g d e g r e e,t he d i s t a n c e f r o m t h e c e nt r e o f pr e s t r e s s i ng t e n d on t o t h e bo t t om o f t he be a m s a nd a x i a l c o mpr e s s i v e s t r e n gt h o f c on c r e t e,a nd t he i n f
9、l ue nc e s o f t wo f a c t o r s o n c ur v a t u r e d uc t i l i t y of s e c t i o n a nd di s p l a c e me n t du c t i l i t y of me m b e r we r e i nv e s t i g a t e d,wh i c h we r e t h e gl o ba l r e i nf or c i n g i n de x a n d pr e s t r e s s i ng d e g r e e Th e c a l c ul a t i
10、 o n f o r m u l a s o f t h e c ur v a t u r e du c t i l i t y a nd t h e di s pl a c e m e nt du c t i l i t y o f p r e s t r e s s e d H s t e e I r e i nf or c e d c on c r e t e c ompo s i t e be a ms we r e g i v e n b y t he s t a t i s t i c a l r e gr e s s i o n Fi n a l l y, t h e r e s
11、 t o r i ng f o r c e mo de l s f o r t he mo m e nt c u r v a t ur e a nd t he l o a d d i s pl a c e me n t o f p r e s t r e s s e d H s t e e l r e i nf o r c e d c o n c r e t e c o mpo s i t e be a ms we r e e s t a bl i s he d Th e r e s u l t s s h ow t h a t p r e s t r e s s e d H s t e e
12、l r e i nf o r c e d c o nc r e t e c o m p o s i t e be a ms p os s e s s go o d s e i s mi c p e r f or ma n c e, t he 收 稿 日期 : 2 0 1 0 1 2 0 2 基金项 目: “ 十一 五” 国家科技支撑计划项 目( 2 0 0 6 B AJ 0 3 A1 0 ) ; 国家 自然科学基金项 日( 5 0 1 7 8 0 2 6 ) 黑 龙 江省 自然 科 学 基 金 重 大项 目( Z D 2 0 0 8 0 6 ) 作者简介 : 计静 ( 1 9 7 7 一 )
13、, 男 , 黑龙江五常人 , 副教授 , 工学 博士 , E ma i l : j ij i n g l 9 7 7 1 6 3 c o m。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3 4 建筑科 学与工程 学报 2 0 1 1年 r e s t o r i ng f o r c e mod e l s c a n pr o v i d e r e f e r e n c e s f o r e l a s t o p l a s t i c d yn a mi c a n a l y s i s on s t r u c t u r e s o f t hi s k
14、i n d o f b e a m s Ke y wo r d s :p r e s t r e s s e d H s t e e l r e i n f o r c e d c on c r e t e;c o mp os i t e b e a m ;p r e s t r e s s i ng d e g r e e;r e s t o r i n g f o r c e mo de l ;d y na m i c pe r f o r ma n c e 0 引 言 目前 , 既 有房 屋 的套建 增层 改 造 已经成 为 中 国 城市建设 的热 点 问题之 一l_ l 。 。为保 证
15、 套 建增 层 过 程中既有房 屋的正 常使 用 , 避免 将 施工 阶 段 的荷 载 传 至原房屋屋 盖 , 笔者提 出 了以预应 力 H 型 钢混凝 土组 合梁作 为框架梁 、 以角 钢混 凝 土柱 作 为框 架柱 的新 型框架结 构 , 通过在 H 型钢 的下 面挂 底模 , 并 以底模为支 承设 置 侧 模 , 来 实 现 在浇 筑混 凝 土过 程 中由预应力 H 型 钢承担梁 自重 和施工荷 载 , 在使 用 阶段 预应力 H 型 钢混 凝 土组 合 梁与 角 钢 混凝 土 柱通过 节点形成外 套框架承 担新增荷 载 。新 型框架 结构 中采用 的预应 力 H 型 钢混凝 土 ( P
16、 HS R C ) 组 合 梁具有 预应 力梁 和钢 骨混 凝土 梁 的双 重 优点 , 是 一 种新 型、 高效且很有 发展前途 的结构形 式 。 对于 常规 的结 构形式 , 如 混凝土结 构 、 预应力 混 凝 土结构 、 钢 结构 、 组合 结构等 的研究都经 历 了一定 的发展历程 , 取 得 了一 定 的成 果 。但 各 国对预 应力 型钢混凝土梁抗震性能方面的研究很少 , 傅传国l 6 进行 了两榀在转换 大梁 中采用 预应 力型钢 混凝土结 构和 普通钢筋混 凝土转换 大梁 的叠 层空腹 桁架结构 1: 8比例 缩尺 模 型 在水 平 低周 反 复荷 载 下 的抗 震 性能试验
17、 , 试验结 果表 明 , 采用预应 力型钢混凝 土转 换大梁 的结构模 型 , 其 总体 受 力性 能 和抗 震性 能 明 显优于普 通钢筋混凝 土结构模 型 。薛伟辰 等 进 行 了 2根不 同预应力 度的预应力 钢骨混凝 土梁低周 反 复荷载试验 , 研 究 了 P HS R C梁 的破坏 形态 、 变形恢 复能力、 延性 、 刚度退化和耗能能力等重要抗震性能 指标 , 但 目前 在大量 参数 分 析基 础 上可 应 用于 结 构 动力 分析 的 P HS R C梁恢 复力模 型 尚未见报 道 。 本文中笔者分别对 文献 7 中的 2根跨度 为 4 5 0 0 mm 的 P HS R C
18、梁荷 载一 位 移( p) 骨架 曲线 、 文献 f 8 7 中 的 7 根跨 度为 3 8 0 0 mm 的 P HS RC梁单 调弯矩一 位移 ( M- A) 曲线进 行 了仿 真分 析 , 分 析结 果 与试验结 果吻合 良好 。基 于 仿真 分 析方 法 , 考察 了 综合配筋 指标 、 预 应力 度 。 、 预 应 力 筋合 力 点 到 梁下边缘 距离 h 及混凝 土轴心抗 压强度 厂 这 4个 参数对构 件截 面 单 调弯 矩 一 曲率 ( M ) 曲线 和 构 件 单调 P 曲线 的影响 , 建 立 了与试 验 结果 吻合 良好 的MW和 P 一 恢复力模型, 为采用该类梁的结构
19、弹 塑性动力 分析提供 参考 。 l 单调荷载一 位移 曲线的仿真分析 首先采 用纤 维模 型法 进 行 各个 截 面 的 弯 矩一 曲率 分 析 , 得 到 弯矩一 曲率 关 系后 , 采 用共 轭 梁 法可 获得 构件 的单调荷 载一 位 移关系 曲线 。 1 1 材料 的本构模 型 l _ 1 1 混 凝 土 的 本 构 关 系 混 凝土应 力一 应 变关 系 受压 曲线 由抛 物 线 的 上 升段 和直线 的下降段组 成 , 受拉 曲线为直 线段 , 其数 学 表达式 为 r E f E O = J E 1 一( 1 一 。 E 0 ) o 。 E 0 ( 1 ) l +E ( e 一
20、 o ) e o s 式 中: , 为普通钢筋的抗拉强度标准值; 为普通 钢筋的应力 、 分别为普通钢筋的应变和普通钢 筋 达到抗拉 强度 时对应 的应变 ; E 为 普通 钢筋 的弹 性模 量 。 钢骨 的本构关 系与钢筋 相 同。 1 1 3 预 应 力筋的本构 关 系 预应力筋 的应力一 应变关 系采用 三段式 , 即 r Ep 1 p p p 1 一 l+Ep 2 ( p p 1 ) e p 】 e p p 2 ( 3 ) 【 2 +Ep 3 ( p E p 2 ) p 2 p p 3 式 中 : 厂 p 、 。 分 别 为 预 应力 筋 应 力 一 应 变 曲线 上 三 分段拐点 处
21、 对 应 的应 力 ; 。为预 应 力 筋 的 应 力 ; e 。 为预 应 力 筋 的应 变 ; e p 1 、 e 。 、 e 。 分 别 为预 应 力 筋 应 力一 应变 曲线上三 分段拐 点处 对 应 的应变 ; E 。 、 E 。 。 、 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1 期 计 静 , 等 : 预应 力 H 型钢 混凝土 组合 梁动 力性 能参 数分析 3 5 。分 别为三 分段 的弹性 模量 。 1 2荷 载一 位 移分 析 为获得 P HS RC梁 的单 调 P 关 系 曲线 , 必须 先得 到截 面的 M_ 关 系 , 因此 , 本 文
22、中首 先 采 用 纤 维模 型法进 行各 截 面 的 M_ 分析 。在进 行 分 析时采 用如 下假定 : 平 截 面假定 , 即构件 正截 面变 形后仍 保持平 面 , 型钢与 混凝 土无 相对滑 移 ; 采用 条带形 心处 的应力 和应变 作 为整个 条带 的应力 和应 变 。由构件 截面 的 曲率及 各 条带坐 标可求 得各 条带 200 一 g 1 5 0 Z l 00 50 O Z 30 60 90 1 20 1 50 d mm ( a ) 试 件P H S R C B - 1 20 0 一 a 15 0 z 1 0 0 5 0 0 2 一 g I Z 1 4 mm ( b 1 试
23、件P HS RCB- 2 3 0 6 0 9 0 1 2 0 1 5 0 m m ( e 、 试件P HS R C B - 5 2 00 一 最 15 0 z 1 0 0 5 0 O 的应 变 , 然后 由材 料 的本构关 系求得 各条 带 的应 力 , 由各 条带 的应 力及 条 带 坐 标 即 可求 得 截 面 的弯 矩 。 在求 得 了构 件各截 面 的 M_ 关 系后 , 采用 共轭 梁 法 可求得 构件各 截 面的位 移 。 通过上述 方 法 计 算 得 到 的文 献 E 8 中给 出 的 7 个试 件 的单 调 M- A 曲 线 与试 验 曲线 的 对 比如 图 1 所示 , 可
24、以看 出二 者吻 合 良好 。计算 得到 的文献 7 中给 出的 2个 试 件 的单 调 曲线 与 试 验 曲 线 的 对 比如图 2 所 示 , 二者 也吻合 良好 。 2 0 0 一 g 1 50 1 00 暮 5 0 0 0 3 0 6 0 9 0 1 2 0 l 5 0 A m m ( c ) 试 件PHS RCB- 3 3 0 6 0 9 0 1 2 0 l 5 0 mm ( n试 件P H S R C B - 6 2 一 暑 1 Z 1 2 0 0 一 目 1 5 0 至1 0 0 5 0 0 3 0 6 0 9 0 1 2 0 l 5 0 A m m f d 1 试件P HS R
25、C B一 4 m m ( g ) 试件P HS RCB- 7 图 l 试 件 的 单 调 M- -A 曲 线对 比 Fi g 1 Co mpa r i s o ns o f M o no t o n e M- A Cu r v e s o f Sp e c i me n s 4 ra m f b 1 试 件P HS RCB一 2 图 2 试 件 的单 调 P - A 曲 线对 比 Fi g 2 Co mpa r i s o ns o f M o no t o n e P- A Cur v e s o f Sp e c i me ns 2 构件截面弯矩一 曲率关 系参数分析 利用纤 维模 型 法
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 预应力 型钢 混凝土 组合 动力 性能参数 分析
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【spr****ea】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【spr****ea】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。