內(nèi)置CFRP圓管的方鋼管高強(qiáng)混凝土框架結(jié)構(gòu)抗震性能研究.pdf

1、隨著鋼管混凝土理論研究的日趨成熟及其在工程實(shí)踐中的應(yīng)用日趨廣泛，鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)優(yōu)越的抗震性能已經(jīng)被廣大科研和工程技術(shù)人員所認(rèn)可。方鋼管混凝土作為鋼管混凝士中極具代表性的一種截面形式，其具有截面抗彎剛度大、節(jié)點(diǎn)構(gòu)造簡(jiǎn)單、易于裝修等特點(diǎn)，在最近的幾十年中已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于國內(nèi)外各種工程實(shí)踐領(lǐng)域，各界學(xué)者也對(duì)其各項(xiàng)性能進(jìn)行了大量而深入的研究。
　　內(nèi)置CFRP圓管的方鋼管高強(qiáng)混凝土的截面形式正是從方鋼管混凝土中衍生出來的，該結(jié)構(gòu)秉承了

2、方鋼管混凝土的截面形式，更使用高強(qiáng)混凝土來代替普通混凝土填筑于方鋼管之中，為了彌補(bǔ)方鋼管混凝土所存在的角部約束效應(yīng)不足和高強(qiáng)混凝土延性不足的問題，在填筑的高強(qiáng)混凝土中又增加了CFRP材料制成的圓形套管來增強(qiáng)對(duì)核心混凝土的約束，提高了構(gòu)件的承載力及延性。
　　本文為研究?jī)?nèi)置CFRP圓管的方鋼管高強(qiáng)混凝土柱在框架結(jié)構(gòu)中的工作特點(diǎn)和抗震性能，使用OpenSeesNavigator軟件，對(duì)一8層內(nèi)置CFRP圓管的方鋼管高強(qiáng)混凝土柱-工字型

3、鋼梁的框架結(jié)構(gòu)建立了標(biāo)準(zhǔn)模型，并進(jìn)行了Pushover分析和一組人工波、兩組自然波作用下的動(dòng)力時(shí)程分析，以此對(duì)該結(jié)構(gòu)的抗震性能進(jìn)行研究。此外，本文還在標(biāo)準(zhǔn)模型的基礎(chǔ)上，變化組合柱的材料配置參數(shù)，對(duì)以下4種情況：外包鋼管的鋼材強(qiáng)度、配筋率、混凝土強(qiáng)度、CFRP配置層數(shù)，分別進(jìn)行了相互獨(dú)立的Pushover分析和一組人工波、兩組自然波作用下的動(dòng)力時(shí)程分析，每種情況選取5個(gè)參數(shù)梯段，進(jìn)行縱向的對(duì)比和橫向的分析，并最終得出了不同配置參數(shù)對(duì)組合柱

4、的影響情況分析和對(duì)框架結(jié)構(gòu)的影響情況分析。
　　本文所建立的內(nèi)置CFRP圓管的方鋼管高強(qiáng)混凝土柱-工字型鋼梁框架結(jié)構(gòu)能夠滿足現(xiàn)行規(guī)范的設(shè)計(jì)要求并具有較好的抗震能力；在構(gòu)件層面上，得出了獨(dú)立變化外包鋼管的鋼材強(qiáng)度、配筋率、混凝土強(qiáng)度、CFRP配置層數(shù)這4種配置影響參數(shù)，不但由于配置量值的多少對(duì)組合柱的承載力、剛度、延性產(chǎn)生影響，此外由于約束作用的存在也同時(shí)改變了夾層混凝土和核心混凝土的本構(gòu)關(guān)系，間接地影響了組合柱的承載力、剛度和延性

5、，產(chǎn)生了二階影響效應(yīng)的結(jié)論；而在結(jié)構(gòu)層面上，為了保證結(jié)構(gòu)破壞形式的合理性，一般采用強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計(jì)方法，當(dāng)施加地震作用力時(shí)，先在梁端產(chǎn)生塑性鉸，此種破壞為塑性破壞。本文通過對(duì)4種配置方式每種5個(gè)配置梯度的參數(shù)分析得出了：在本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，除了應(yīng)保證強(qiáng)柱弱梁的設(shè)計(jì)理念之外，還應(yīng)依據(jù)設(shè)計(jì)需要通過變換本文提出的不同材料的配置影響參數(shù)來限制梁柱剛度比的最小值，同時(shí)改變組合柱的結(jié)構(gòu)性能，達(dá)到在合理的塑性破壞形式的前提下，使組合柱更多的參與結(jié)構(gòu)抗震，提