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型鋼混凝土(SRC)異形柱結(jié)構(gòu)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(nèi)設(shè)施布置等諸多優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)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(duì)異形柱結(jié)構(gòu)在高抗震設(shè)防烈度地區(qū)的高層及超高層建筑中的應(yīng)用起到了巨大的推廣作用。但目前關(guān)于該結(jié)構(gòu)體系的研究主要集中在異形柱構(gòu)件及梁柱節(jié)點(diǎn)方面，而對(duì)結(jié)構(gòu)層面的研究較少，僅廣西大學(xué)于2007年對(duì)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(jìn)行了擬靜力及擬動(dòng)力試驗(yàn)，西安建筑科技大學(xué)于2011年對(duì)一棍實(shí)腹式兩跨三層的SRC異形柱中框架進(jìn)行了擬靜力試驗(yàn)研究。以上的研究均以試驗(yàn)分析為主，有限元分析還不多見(jiàn)。由于SRC異形柱框架受力性能復(fù)雜且試驗(yàn)條件有限，僅僅依靠試驗(yàn)分析不足以全面了解該結(jié)構(gòu)的受力性能。
為此本研究對(duì)一棍1/2.5比例兩跨三層的空腹式SRC異形柱中框架進(jìn)行低周反復(fù)荷載下的試驗(yàn)研究，在此基礎(chǔ)上利用有限元軟件ABAQUS對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行非線性有限元分析，并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，同時(shí)對(duì)該結(jié)構(gòu)進(jìn)行參數(shù)分析，研究軸壓比、混凝土強(qiáng)度、型鋼強(qiáng)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(nèi)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(duì)結(jié)構(gòu)受力性能的影響。
按照抗震設(shè)防烈度8度設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)的底層、標(biāo)準(zhǔn)層及頂層作為試件的原型進(jìn)行分析，模型框架的兩邊柱為T(mén)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(jīng)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(gòu)件的配筋和配鋼形式實(shí)測(cè)混凝土立方體試塊的抗壓強(qiáng)度平均值為30.35 MPa。試驗(yàn)時(shí)，首先在柱頂施加豎向荷載至設(shè)計(jì)值(邊柱的設(shè)計(jì)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(fù)荷載，并逐級(jí)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(jié)束試驗(yàn)。模型采用的型鋼、鋼筋與文獻(xiàn)為同批材料，材性試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)文獻(xiàn)框架模型的加載方案與文獻(xiàn)相同，采用頂層梁端加載方式。
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