研究生畢業(yè)大論文.doc

學(xué) 校 代 碼 10459 學(xué)號(hào)或申請(qǐng)?zhí)?密 級(jí) 碩 士 學(xué) 位 論 文鋼纖維高強(qiáng)混凝土邊節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)研究與有限元分析作 者 姓 名： 導(dǎo) 師 姓 名： 學(xué) 科 門(mén) 類： 工 學(xué)專 業(yè) 名 稱： 結(jié)構(gòu)工程完 成 時(shí) 間： 2010年10月30日申請(qǐng)工程碩士學(xué)位論文鋼纖維高強(qiáng)混凝土邊節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)研究與有限元分析碩士生： 導(dǎo) 師： 專 業(yè)： 結(jié)構(gòu)工程 鄭州大學(xué)2010年10月A thesis(dissertation) submitted toZhengzhou Universityfor the degree of MasterExperimental Research and Finite Element Analysis of the Steel Fiber Reinforced High-strength Concrete Frame Exterior JointsBy xiangyang TianSupervisor: Prof. Zhao junMajor: Structural Engneering Colleges: Civil Engneering School 2010.10原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的科研成果。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。 學(xué)位論文作者： 日期： 年 月 日學(xué)位論文使用授權(quán)聲明本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的論文及相關(guān)的職務(wù)作品，知識(shí)產(chǎn)權(quán)歸屬鄭州大學(xué)。根據(jù)鄭州大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留或向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱；本人授權(quán)鄭州大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或者其他復(fù)制手段保存論文和匯編本學(xué)位論文。本人離校后發(fā)表、使用學(xué)位論文或與該學(xué)位論文直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時(shí)，第一署名單位仍然為鄭州大學(xué)。保密論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定。學(xué)位論文作者： 日期： 年 月 日鄭州大學(xué)博士學(xué)位論文I鋼纖維高強(qiáng)混凝土邊節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)研究和有限元分析摘 要節(jié)點(diǎn)作為建筑結(jié)構(gòu)的重要部位，不但是結(jié)構(gòu)傳遞和分配內(nèi)力的樞紐，而且對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性工作階段仍能保持整體性發(fā)揮著重要作用。其破壞往往會(huì)導(dǎo)致整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)倒塌。因此，有必要全面分析和研究節(jié)點(diǎn)的工作機(jī)理，從強(qiáng)度計(jì)算和延性構(gòu)造兩個(gè)方面采取措施，使得節(jié)點(diǎn)滿足正常使用和抗震設(shè)防的要求。本文通過(guò)試驗(yàn)研究和有限元分析，對(duì)鋼筋鋼纖維高強(qiáng)混凝土框架邊節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能進(jìn)行了探討，主要內(nèi)容如下：（1）通過(guò)3個(gè)鋼筋鋼纖維高強(qiáng)混凝土框架邊節(jié)點(diǎn)縮尺試件低周反復(fù)加載試驗(yàn)研究和非線性有限元分析，探討了鋼纖維體積率、梁端鋼纖維摻加范圍、軸壓比和配箍率等對(duì)鋼筋鋼纖維高強(qiáng)混凝土框架邊節(jié)點(diǎn)的延性、耗能能力和剛度退化等抗震性能的影響。結(jié)果表明，隨著鋼纖維體積率的增大，或隨著柱端軸壓比的增大，框架節(jié)點(diǎn)的耗能能力得到提高；但是若減小現(xiàn)行規(guī)范中的配箍率，或增加梁端鋼纖維的摻加范圍，框架節(jié)點(diǎn)的耗能能力有所下降。（2）基于鋼筋鋼纖維高強(qiáng)混凝土框架梁柱邊節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)研究結(jié)果，采用非線性有限元程序建立鋼筋鋼纖維梁柱連接構(gòu)件的受力模型，探討了軸壓比對(duì)鋼筋鋼纖維高強(qiáng)混凝土框架邊節(jié)點(diǎn)的延性、耗能能力和剛度退化等抗震性能的影響，提出鋼筋鋼纖維高強(qiáng)混凝土框架梁柱邊節(jié)點(diǎn)合理的有限元模型，有限元分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。（3）綜合考慮影響節(jié)點(diǎn)核心區(qū)抗剪承載力的主要參數(shù)，提出了鋼筋鋼纖維高強(qiáng)混凝土框架邊節(jié)點(diǎn)核心區(qū)抗剪承載力計(jì)算公式，理論分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。本文的分析結(jié)果對(duì)于梁柱連接構(gòu)件的設(shè)計(jì)有一定的指導(dǎo)意義，也為進(jìn)一步開(kāi)展鋼纖維混凝土問(wèn)題的研究分析提供了理論參考。關(guān)鍵詞：鋼纖維高強(qiáng)混凝土；邊節(jié)點(diǎn)；試驗(yàn)研究；有限元分析AbstractAs an important part of building structure, joint is not only the central hub of structure transfer and distribution internal force, but also plays an important role in keeping the structural integrity when structure goes into the elastic-plastic working period. The failure of joint will usually cause the collapse of the whole building structure. Therefore, it is necessary to fully analyze and study the working mechanism of joint. By taking measures from the aspects of strength calculation and ductility tectonic, and it will make joint satisfy the requirements of normal use and seismic fortification.This paper discussed the steel fiber reinforced high-strength concrete frame exterior joints by experimental research and finite element analysis, and the main contents are as follows:(1) By studying the three steel fiber reinforced concrete frame joints reduced scale model low cyclic reversed loading and nonlinear finite element analysis, it discussed the influence of axial compression ratio upon the frame joint ductility, energy dissipation capacity and stiffness degradation. The result shows that, with the increase of column end axial compression ratio, the energy dissipation capacity of frame joints also improves.(2) Based on the experimental result of the steel fiber reinforced frame beam-column exterior joint, and by setting the force model of steel fiber beam-column connective component by nonlinear finite element program, it discussed the influence of axial compression ratio upon the frame joint ductility, energy dissipation capacity and stiffness degradation, and brought forward the rational finite element model of the steel fiber reinforced frame beam-column exterior joint, and the finite analysis result coincides well with the experimental result.(3) It comprehensively considered the main parameters influence the joint core area shearing bearing capacity. It brought the calculation formula of joint core shear bearing capacity, and the theoretical analysis result coincides well with experimental result. The analysis of this paper has certain guiding significance on the design of beam-column connective component, and also provides theory preference for the further study and analysis of steel fiber reinforced concrete.Key Words: Steel Fiber Reinforced High Strength Concrete; Frame exterior joint; Experimental Research; Finite Element Analysis目 錄摘 要IAbstractII目 錄IV第一章 緒 論51.1 問(wèn)題的提出51.2 鋼筋鋼纖維混凝土框架節(jié)點(diǎn)研究現(xiàn)狀11.2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀11.2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀31.3 本文的研究工作5第二章 鋼纖維高強(qiáng)混凝土框架邊節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)研究72.1試驗(yàn)?zāi)康?2.2 試驗(yàn)概況72.2.1試件設(shè)計(jì)72.2.2試驗(yàn)加載92.2.3試驗(yàn)量測(cè)102.3 試驗(yàn)結(jié)果及分析122.3.1試驗(yàn)過(guò)程及破壞特征132.3.2滯回曲線及骨架曲線142.3.3承載力退化162.3.4剛度退化172.3.5節(jié)點(diǎn)延性172.3.6耗能能力202.3.7剪切變形212.3.8節(jié)點(diǎn)核心區(qū)剪切強(qiáng)度212.4 本章小結(jié)22第三章 鋼纖維高強(qiáng)混凝土框架邊節(jié)點(diǎn)有限元分析233.1 引言233.2有限元分析建模233.2.1材料的本構(gòu)模型233.2.2混凝土破壞準(zhǔn)則及裂縫處理253.2.3單元選擇和荷載施加