矩形鋼管混凝土柱在循環(huán)荷載作用下的性能研究.pdf

1、近年來，隨著建筑技術的發(fā)展，鋼管混凝土結構逐漸被廣泛應用于建筑結構尤其是在高層建筑結構中。與圓、方鋼管混凝土結構相比，矩形鋼管混凝土有著與梁連接簡單，穩(wěn)定性能好，防火造價低等優(yōu)勢；與實心鋼管混凝土結構相比，中空夾層鋼管混凝土結構有著抗彎剛度大，自重輕、抗震性能好，抗火性能好等優(yōu)勢。但目前國內外對矩形鋼管混凝土特別是矩形中空夾層鋼管混凝土的相關研究很少，因此其受力機理及承載力方面的研究具有重要的理論意義和工程參考價值。 本文利用有

2、限元ANSYS軟件，在確定鋼材和核心混凝土在往復荷載作用下的應力一應變關系模型的基礎上，考慮長細比、軸壓比、含鋼率和高寬比等參數(shù)，進行了4個系列13根實心矩形鋼管混凝土柱在循環(huán)荷載作用下繞弱軸彎曲的模擬計算；在相同軸壓力作用下只考慮不同截面空心率的情況，進行了4根矩形中空夾層鋼管混凝土柱試件在循環(huán)荷載作用下繞強軸彎曲的模擬計算。通過對計算結果包括P-△曲線、滯回曲線、軸向壓縮、剛度退化、能量耗散、骨架曲線和變形能力等的變化規(guī)律進行了分析

3、、比較和研究。結果表明：①矩形實心鋼管混凝土柱繞弱軸彎曲的滯回曲線均呈比較飽滿的“梭形”，沒有明顯的捏縮現(xiàn)象；達到極限荷載后，仍表現(xiàn)出良好的延性和后期變形能力；能量耗散系數(shù)在2.64～2.94之間，說明矩形鋼管混凝土柱繞弱軸彎曲時也具有良好的抗震性能和耗能能力；②通過分析得出了循環(huán)荷載作用下長細比、軸壓比、含鋼率和高寬比對矩形實心鋼管混凝土柱抗震性能的影響規(guī)律，表明長細比、軸壓比、含鋼率和高寬比都是影響實心矩形鋼管混凝土柱抗震性能的主要

4、因素；③矩形中空夾層鋼管混凝土柱繞強軸彎曲的滯回曲線均呈比較飽滿的“梭形”，沒有明顯的捏縮現(xiàn)象；達到極限荷載后，仍表現(xiàn)出良好的延性和后期變形能力，隨著截面空心率的增大，試件的水平承載力隨之增大，但試件的耗能系數(shù)及等效粘滯阻尼系數(shù)逐漸降低，其抗震性能逐漸降低。 本文全面、系統(tǒng)、深入地分析了矩形實心鋼管混凝土柱繞弱軸彎曲和矩形中空夾層鋼管混凝土柱繞強軸彎曲時在循環(huán)荷載作用下的受力性能，研究工作和得到的結論對于指導工程設計具有一定的參