鋼骨混凝土異形柱-T型截面抗剪扭性能數(shù)值模擬分析.pdf

1、隨著城市化進程的加快，節(jié)約土地、節(jié)約資源、保護環(huán)境迫在眉睫。而鋼骨混凝土異形柱框架結(jié)構可以實現(xiàn)大開間的住宅結(jié)構。鋼骨混凝土(SRC)結(jié)構的抗震性能優(yōu)越，受力也比較合理。尤其是近年對鋼骨混凝土異形柱的研究表明，其承載性能與普通鋼筋混凝土有明顯的提高。所以鋼骨混凝土結(jié)構，特別是裝配式結(jié)構中應用越來越廣泛。
　　當前，對于普通鋼筋混凝土構件在彎、剪、扭復合受力作用下受力分析已經(jīng)相當成熟了。但是對于鋼骨混凝土構件在復合受力條件下的分析卻比

2、較少?，F(xiàn)行規(guī)范是建立在彈性理論基礎上，沒有考慮材料的非線性特征，也沒有較充分的實驗依據(jù)，有時也是不經(jīng)濟的。所以，彎、剪、扭共同作用下混凝土強度以及變形是各國學者正致力于研究的課題。目前提出的理論主要有空間桁架理論和斜彎理論。
　　本文使用ABAQUS軟件對鋼骨混凝土T型截面異形柱構件進行受剪扭全過程數(shù)值模擬分析。首先對文獻中用的實驗構件，材料與加載條件完全按照實驗的參數(shù)來設置。然后將數(shù)值模擬出力-位移曲線與實際實驗得出的曲線進行對

3、比，結(jié)果表明有限元軟件的分析結(jié)果與實驗結(jié)果有較好的吻合度。對比結(jié)果得出，模擬計算得出的數(shù)據(jù)與實際實驗值比較吻合，誤差在合理范圍內(nèi)。這表明建立的有限元模型其合理性與精確度較高，從而確定了模型的可靠性。同時也證明，模型模擬時使用的混凝土與鋼材的本構關系、單元的選取類型、單元網(wǎng)格的劃分原則、鋼骨與混凝土之間的接觸關系的處理和荷載的加載步驟等關鍵因素是符合實際條件的。再此基礎上對論文中的五組構件進行了全過程的數(shù)值模擬分析。
　　由于鋼骨和

4、混凝土之間，鋼骨與鋼筋骨架之間的相互作用是比較復雜。目前規(guī)范對于鋼骨混凝土構件對極限受彎和極限受扭計算一般采用疊加法。本文對T型截面的鋼骨混凝土異形柱剪扭全過程受力性能模擬的基礎上提出考慮了型鋼粘結(jié)-滑移影響的疊加方法—混合疊加法。并與傳統(tǒng)疊加法進行了對比，發(fā)現(xiàn)提出的計算模型與實際實驗吻合度較高。折減疊加法，在傳統(tǒng)疊加法，將截面劃分為內(nèi)部型鋼和外部箱型混凝土構件，但還要考慮型鋼混凝土柱的粘結(jié)滑移本構關系。采用對型鋼極限承載力乘一個折減系

5、數(shù)和混凝土極限承載力相加。本文通過五組預設的構件進行有限元模擬分析來分析鋼骨混凝土異性柱的抗剪扭受力性能，同時驗證組合法的合理性。
　　通過有限元分數(shù)據(jù)，通過后處理得出各組件的力學相關曲線，得到混凝土、鋼筋、型鋼的應力云圖以及鋼骨混凝土構件的開裂扭矩與極限扭矩等力學參數(shù)。分析在剪扭組合下的受力性能，對T形截面鋼骨混凝土異形柱受力性能進行全過程分析。利用不同型鋼組合與剛骨率的鋼骨混凝土構件證明組合法計算抗扭承載力的合理性。分析結(jié)果表