偏壓鋼管混凝土柱性能研究.pdf

1、地震作用下大量建筑物的破壞特征表明，建筑物的倒塌與否和承重柱的設(shè)計(jì)息息相關(guān)，尤其是隨著現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)向大跨、高聳、重載方向的發(fā)展，柱所須承受的荷載越來越大，這也就要求柱不但應(yīng)該具有高承載力而且還須有較好的延性，以確保設(shè)計(jì)的柱滿足抗震的基本要求。為滿足承載力和變形需求，鋼管混凝土柱這種新的承重柱設(shè)計(jì)模式便應(yīng)運(yùn)而生。鋼管混凝土結(jié)構(gòu)是一種在鋼管中填充混凝土來承擔(dān)受壓荷載的建筑構(gòu)件，它能充分發(fā)揮鋼材和混凝土的材料優(yōu)勢，并具有承載能力高、抗震性能好

2、、節(jié)約鋼材和施工簡便等突出優(yōu)點(diǎn)，在高層建筑、城市橋梁、大跨度結(jié)構(gòu)中得到了日益廣泛的應(yīng)用。本文通過理論分析和引用相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，探討了鋼管混凝土柱的偏壓受力性能，進(jìn)行了偏壓鋼管混凝土柱的數(shù)值仿真分析，建立了偏壓鋼管混凝土柱ANSYS有限元分析模型，主要內(nèi)容如下：
　　 (1)對鋼管混凝土結(jié)構(gòu)研究的歷史及其發(fā)展情況進(jìn)行了綜合評述?？偨Y(jié)了國內(nèi)外學(xué)者對于偏壓鋼管混凝土柱性能的研究現(xiàn)狀，著重介紹了偏壓鋼管混凝土柱的鋼管和核心混凝土的本構(gòu)關(guān)系

3、，以及各國規(guī)程計(jì)算偏壓鋼管混凝土構(gòu)件承載力的方法。
　　 (2)基于平截面假定，結(jié)合鋼材、核心混凝土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，根據(jù)平衡方程和變形協(xié)調(diào)條件進(jìn)行偏壓鋼管混凝土柱軸力和彎矩極限承載力計(jì)算。采用工程軟件MATLAB編制數(shù)值仿真分析程序，對偏壓構(gòu)件截面軸力-彎矩-曲率關(guān)系進(jìn)行全過程研究，對影響偏壓力學(xué)性能的主要因素進(jìn)行了討論分析。
　　 (3)根據(jù)鋼管混凝土偏壓構(gòu)件截面軸力-彎矩-曲率關(guān)系的數(shù)值仿真分析結(jié)果，比較核心混凝土本構(gòu)

4、關(guān)系是否考慮偏心率對承載力結(jié)果的影響，并將其與國內(nèi)外同類試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行對比，驗(yàn)證在本構(gòu)關(guān)系中考慮偏心率的正確性。
　　 (4)參考已有的N-M承載力計(jì)算公式，結(jié)合數(shù)值仿真分析的結(jié)果，對比兩種方法擬合得到的曲線。并將本文理論研究成果實(shí)用化，結(jié)合國內(nèi)外同類試驗(yàn)結(jié)果，改進(jìn)提出作者認(rèn)為更合理的N-M承載力計(jì)算公式。
　　 (5)利用有限元分析軟件ANSYS，采用偏壓核心混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線作為ANSYS分析中的混凝土的本構(gòu)關(guān)系模型