空心圓鋼管混凝土壓彎構(gòu)件骨架曲線和延性系數(shù)的研究.pdf

1、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)可以被應(yīng)用于電力工業(yè)的輸變電桿塔中。由于輸變電桿塔分布在漫山遍野中，甚至分布在高山上，而且其輸電塔架的檔距有數(shù)百米。采用空心鋼管混凝土結(jié)構(gòu)可以很好的解決安裝難和運(yùn)輸難這兩個(gè)問題。因此，空心圓鋼管混凝土構(gòu)件被大量的推廣和應(yīng)用。但是在應(yīng)用的過程中，特別在一些易發(fā)生地震的地區(qū)，我們要考慮其抗震性能?？紤]到以上因素，對(duì)空心圓鋼管混凝土壓彎構(gòu)件的抗震性能的研究迫在眉睫。
　　本文研究的目的是研究空心圓鋼管混凝土壓彎構(gòu)件的骨架曲

2、線，確定骨架曲線的簡(jiǎn)化模型，骨架曲線的簡(jiǎn)化模型是確定恢復(fù)力模型的基礎(chǔ)。而恢復(fù)力模型是用桿系模型對(duì)空心圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈塑性地震反應(yīng)分析的基礎(chǔ)。本文同時(shí)對(duì)構(gòu)件的延性系數(shù)進(jìn)行了研究。
　　本文采用ABAQUS有限元軟件，首先對(duì)前人所做的實(shí)心鋼管混凝土柱的抗震性能試驗(yàn)進(jìn)行模擬，得出了骨架曲線和滯回曲線，將模擬值和試驗(yàn)值比較，驗(yàn)證有限元模型的準(zhǔn)確性。然后建立了空心圓鋼管混凝土柱構(gòu)件模型，進(jìn)行了有限元模擬，研究各種影響因素對(duì)骨架曲線的影

3、響。同時(shí)采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法，進(jìn)行5因素8水平的正交設(shè)計(jì)，建立64組鋼管混凝土柱的模型，進(jìn)行有限元計(jì)算。利用有限元模擬的結(jié)果數(shù)據(jù)，對(duì)提出的空心圓鋼管混凝土荷載-位移曲線的簡(jiǎn)化模型進(jìn)行了多元非線性回歸，得出簡(jiǎn)化公式，利用簡(jiǎn)化公式，進(jìn)行延性系數(shù)的推導(dǎo)和計(jì)算。本文的主要研究結(jié)論如下：
　　1)有限元模擬出來的模型，跟試驗(yàn)曲線比較吻合，確定有限元程序可以應(yīng)用到空心圓鋼管混凝土構(gòu)件的模擬當(dāng)中去。同時(shí)對(duì)空心圓鋼管混凝土構(gòu)件的研究表明，空心率

4、，鋼材強(qiáng)度，長(zhǎng)細(xì)比，軸壓比，長(zhǎng)細(xì)比，含鋼率，鋼材強(qiáng)度五個(gè)方面對(duì)骨架曲線影響較大，混凝土強(qiáng)度的影響相對(duì)較小。
　　2)根據(jù)各個(gè)因素對(duì)鋼管混凝土骨架曲線的影響曲線，提出了骨架曲線的簡(jiǎn)化模型。通過正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出來了用來實(shí)現(xiàn)多元非線性回歸所需要的有限元模型和數(shù)據(jù)。進(jìn)行了簡(jiǎn)化模型彈性階段曲線的理論推導(dǎo)，得出了彈性階段的理論計(jì)算公式，并通過多元非線性回歸，得出了簡(jiǎn)化模型塑性階段的簡(jiǎn)化公式。經(jīng)過驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，公式結(jié)果和有限元結(jié)果比較吻合。