Исследование предельных разрушающих нагрузок сборной железобетонной колонны и составной рамной конструкции из стальной балки

Научные отчеты, том 12, Номер статьи: 13604 (2022) Цитировать эту статью

1625 Доступов

Подробности о метриках

В данной работе исследована предельная разрушающая нагрузка сборной железобетонной конструкции из композитного каркаса колонна-стальная балка. В ходе исследования в качестве соединения балки с колонной в экспериментальной модели использовалось «новое соединение балки с колонной RCS». Кроме того, изготовленная в половину масштаба пространственная рамная конструкция RCS (2 этажа, пролет 1 × 2) дважды подвергалась экспериментам по мгновенному разрушению в нижней части боковой колонны при различных уровнях нагрузки, а колонна 2А была быстро вытянута за счет тяги. сила транспортного средства. Результаты эксперимента показали, что метод демонтажа обрушившейся колонны относительно правильно реагирует на условия прогрессирующего обрушения. В ходе различных испытаний на уровень нагрузки было обнаружено, что оставшаяся конструкция RCS находится в упругой стадии. Более того, во время первого эксперимента кривая смещения во времени не имела явления вибрации. Программа конечных элементов SAP2000 использовалась для проверки того, что результаты испытаний аналогичны результатам численного моделирования, а затем было дополнительно изучено и обнаружено, что значение предельной нагрузки при разрушении в 10,25 раза превышает расчетное значение нагрузки на конструкцию.

Сборная железобетонная (RC) конструкция из композитного каркаса колонна-стальная (S) балка сокращенно обозначается как составная конструкция RCS, которая относится к рамной конструкции, сборной конструкции из сборной стальной балки, железобетонной колонны и композитной плиты перекрытия на конструкции. сайт. По сравнению со стальной колонной бетонная колонна этого нового типа композитной конструкции имеет лучшую устойчивость к сжатию, большую жесткость, долговечность и огнестойкость. Кроме того, это экономит сталь и повышает устойчивость конструкции. Кроме того, по сравнению с железобетонной балкой стальная балка имеет хорошие характеристики изгиба, легкую, удобную конструкцию, уменьшает размер сечения компонента и увеличивает эффективное пространство для использования1. Таким образом, сборная конструкция из композитного каркаса RCS является одной из ведущих конструктивных систем, соответствующей тенденции развития индустриализации строительства, с широкой перспективой развития.

Из-за непредвиденных аварий частичный отказ конструкции здания вызывает цепной выход из строя компонентов и приводит к обрушению большей части конструкции или всей конструкции. Это называется прогрессирующим коллапсом. Если конструкция здания рухнет, это неизбежно приведет к серьезным жертвам и огромным экономическим потерям. Более того, поведение поступательного разрушения сборной конструкции из композитного каркаса RCS отличается от поведения монолитной бетонной рамной конструкции или конструкции стального рамы. Поэтому необходимо изучить характеристики устойчивости к прогрессирующему разрушению сборной конструкции из композитного каркаса RCS.

Шейх и Дайерляйн и др. (1989) провели испытания малоциклических экспериментов в условиях повторяющегося нагружения на семнадцати образцах соединений с промежуточным слоем RCS и изучили влияние режима разрушения соединения, прочности, жесткости и конструктивных мер на характеристики соединения. На основе исследования была разработана аналитическая формула для получения прочности соединения на сдвиг2,3. Канно и Дейерляйн (1993) провели малоциклические эксперименты в условиях повторяющегося нагружения и изучили различия в емкости во время деформации, подшипников и рассеивания энергии образцов при различных механизмах разрушения4,5. Парра-Монтесинос и Вес (2000) исследовали сейсмические характеристики краевого соединения среднего слоя композитного каркаса RCS в условиях циклической нагрузки6. Лян и Парра-Монтесинос (2004) провели эксперименты на четырех пространственных соединениях RCS в условиях низкой циклической нагрузки с целью изучения гистерезисного поведения, смещения истории и деформаций суставов7. Чжоу и др. (2010) провели серию экспериментов по сейсмическим характеристикам составной рамной конструкции RCS «колонна по типу» (полномасштабная, одноэтажная, двухпролетная) и проверили, осуществима ли такая форма соединения. Далее они изучили сейсмическую реакцию при различных режимах нагрузки8. Азар и др. (2013) использовали Open Sees для нелинейного статического анализа, чтобы смоделировать влияние узлов на общее поведение структуры составного кадра RCS9. Результаты показали, что соединения RCS могут увеличить боковую несущую способность всей рамы. Более того, использование стальной балки вместо железобетонной балки позволило значительно улучшить общие характеристики.