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钢管混凝土格构柱抗震性能研究

作　者: 邓萱奕
导　师: 王海波; 王宏明
学　校: 中南大学
专　业: 建筑与土木工程
关键词: 钢管混凝土格构柱 ABAQUS 低周反复荷载拟静力抗震性能
分类号: TU398.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

国内外对钢管混凝土格构柱的轴压和偏压力学性能已进行了大量的试验和理论研究,但对其抗震性能研究较少。本文通过试验研究和有限元法探讨了四肢钢管混凝土格构柱的抗震性能。主要研究工作如下：(1)基于已有的理论,进行了钢管混凝土格构柱抗震性能试验研究,其中包括了六个构件的拟静力试验和两个构件的拟动力试验,并且对试验结果进行了详细的分析；(2)选取合适的本构关系和损伤关系,应用有限元分析软件ABAQUS建立有限元模型,将有限元计算结果与试验结果进行了对比,验证了模型的正确性,分析了造成差异的主要原因。在此基础上,分析了构件的受力性能和破坏形式,分析结果表明：钢管混凝土格构柱具有良好的延性及耗能性能,抗震性能优越；(3)在有限元模型基础上,对钢管混凝土格构柱进行了参数影响分析,其中包括了轴压比、核心混凝土强度、开洞面的位置以及含钢率对构件的影响,结果表明：轴压比对钢管混凝土格构柱抗震性能影响最大,构件的延性随着轴压比的增大而减小,含钢率只对构件弹性阶段影响较大,对构件延性几乎没有影响,核心混凝土强度等级对构件弹性和延性影响较小,开洞面对构件的影响随着开洞位置不同而有很大差异等。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-6
目录  6-8
第一章绪论  8-15
  1.1 前言  8
  1.2 钢管混凝土柱概述  8-10
    1.2.1 钢管混凝土结构的特点  8-9
    1.2.2 钢管混凝土结构的应用  9-10
  1.3 钢管混凝土格构柱概述  10-11
    1.3.1 钢管混凝土格构柱的特点及国内的应用  10-11
    1.3.2 钢管混凝土格构柱的试验研究  11
  1.4 有限元分析研究  11-12
  1.5 钢管混凝土结构抗震性能研究现状  12-14
  1.6 本论文的主要内容和工作  14-15
第二章钢管混凝土格构柱试验研究  15-34
  2.1 概述  15
  2.2 模型设计与制作  15-19
    2.2.1 模型设计  15-16
    2.2.2 模型制作  16-17
    2.2.3 加载与测试装置  17-18
    2.2.4 加载方案  18-19
  2.3 试验结果与分析  19-32
    2.3.1 拟静力试验结果  19-30
    2.3.2 拟动力试验时程曲线  30-32
  2.4 小结  32-34
第三章有限元模型的建立及求解  34-49
  3.1 纤维模型法与有限元法的特点  34-35
    3.1.1 纤维模型法的特点  34
    3.1.2 有限元法的特点  34-35
  3.2 材料本构关系  35-42
    3.2.1 材料本构关系分析基础  35-36
    3.2.2 核心混凝土的材料属性的定义  36-41
    3.2.3 钢材的应力-应变关系  41-42
  3.3 实体模型的建立  42-46
    3.3.1 部件的建立  42-43
    3.3.2 接触问题的设定以及网格的划分  43-44
    3.3.3 边界条件及荷载的设定  44-45
    3.3.4 非线性方程的求解  45-46
  3.4 有限元计算结果分析  46-48
    3.4.1 结构变形图  46-47
    3.4.2 应力云图  47-48
  3.5 小结  48-49
第四章有限元分析  49-58
  4.1 有限元计算结果与试验结果对比分析  49-53
    4.1.1 拟静力试验滞回曲线对比分析  49-50
    4.1.2 拟静力试验骨架曲线对比分析  50-52
    4.1.3 拟动力试验结果对比分析  52-53
  4.2 参数分析  53-56
    4.2.1 轴压比的影响  53-54
    4.2.2 混凝土强度等级的影响  54
    4.2.3 构件开洞面的影响  54-56
    4.2.4 含钢率的影响  56
  4.3 小结  56-58
第五章结论与展望  58-60
  5.1 结论  58
  5.2 展望  58-60
参考文献  60-63
致谢  63-64
攻读硕士学位时期参与科研及发表论文情况  64

钢管混凝土格构柱抗震性能研究

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