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型鋼混凝土(SRC)異形柱結構體系不但具有采用普通鋼筋混凝土(RC)異形柱房間使用面積增大，不露出柱楞、墻體美觀平整、便于室內設施布置等諸多優(yōu)點，同時也克服了普通RC異形柱承載力不足、抗震性能差及軸壓比限值不易滿足要求等缺陷，對異形柱結構在高抗震設防烈度地區(qū)的高層及超高層建筑中的應用起到了巨大的推廣作用。但目前關于該結構體系的研究主要集中在異形柱構件及梁柱節(jié)點方面，而對結構層面的研究較少，僅廣西大學于2007年對1棍1 /2比例的由鋼筋混凝土梁和T形截面鋼骨混凝土異形柱組成的單跨兩層框架模型進行了擬靜力及擬動力試驗，西安建筑科技大學于2011年對一棍實腹式兩跨三層的SRC異形柱中框架進行了擬靜力試驗研究。以上的研究均以試驗分析為主，有限元分析還不多見。由于SRC異形柱框架受力性能復雜且試驗條件有限，僅僅依靠試驗分析不足以全面了解該結構的受力性能。
為此本研究對一棍1/2.5比例兩跨三層的空腹式SRC異形柱中框架進行低周反復荷載下的試驗研究，在此基礎上利用有限元軟件ABAQUS對該結構進行非線性有限元分析，并與試驗結果進行對比，同時對該結構進行參數分析，研究軸壓比、混凝土強度、型鋼強度、異形柱肢高肢厚比和h分別表示與框架梁相連的異形柱柱肢，即框架平面內受力肢的截面高度和厚度、框架梁柱線剛度比以及梁柱屈服彎矩比對結構受力性能的影響。
按照抗震設防烈度8度設計棍1/2.5比例的空腹式SRC異形柱平面中框架，該框架由SRC異形柱和鋼筋混凝土梁組成，取兩跨框架結構的底層、標準層及頂層作為試件的原型進行分析，模型框架的兩邊柱為T形柱，中柱為十形柱，柱肢高300 mm，肢厚100 mm，柱肢高肢厚比為3。為了考慮樓板的空間作用，框架梁采用T形截面，梁高280 mm，上部翼緣厚50 mm，寬300 mm。
異形柱中配置的T形鋼析架是由厚度為8 mm，12 mm，14 mm和18 mm厚的鋼板經雙面焊接形成T形截面，由水平腹桿和斜腹桿連接而成，梁和柱中縱向鋼筋的直徑分別為10，12和8，箍筋直徑為6。試件的幾何尺寸及構件的配筋和配鋼形式實測混凝土立方體試塊的抗壓強度平均值為30.35 MPa。試驗時，首先在柱頂施加豎向荷載至設計值(邊柱的設計軸壓比為0.2，中柱為0.4)，然后在頂層梁端施加水平低周反復荷載，并逐級增大水平荷載或控制位移，直至試件荷載下降到極限荷載的85%左右結束試驗。模型采用的型鋼、鋼筋與文獻為同批材料，材性試驗結果見文獻框架模型的加載方案與文獻相同，采用頂層梁端加載方式。
專業(yè)從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優(yōu)化│技術服務與解決方案
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