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T形截面型钢筋混凝土异形柱静力性能有限元分析

作　者: 何松林
导　师: 徐亚丰
学　校: 沈阳建筑大学
专　业: 结构工程
关键词: 型钢混凝土异形柱有限元分析数值计算极限承载力力学性能
分类号: TU375.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

高层、超高层建筑使得其底层柱所受的轴向压力越来越大,如果仍然采用钢筋混凝土异形柱,将导致柱截面尺寸非常大,这不仅影响使用功能,而且会出现不利于结构抗震的短柱。所以,普通的钢筋混凝土异形柱已经很难满足使用要求。为此,提出了一种新型的结构形式——型钢混凝土异形柱。这种结构的提出有利于解决前面所阐述的问题,但目前对它的研究还处于初级阶段,不能广泛地用于实际工程之中,所以对它进行力学性能研究势在必行。本文采用原有实验中的试件尺寸和材料力学指标,应用有限元分析软件ANSYS分析不同含钢率的T形截面型钢混凝土异形柱在轴压、单向小偏压、双向小偏压荷载作用下的力学性能。由分析,得出了各试件的极限承载力并同实验数据做了对比分析,截取了试件的破坏形态图和试件裂缝发展示意图,绘制了试件的荷载-位移曲线和试件材料混凝土、型钢和钢筋的应力-应变曲线,详尽的分析了试件的破坏机理和试件各组成材料的受力情况。利用原有实验中试件的相关参数,变化试件长细比对其进行轴压荷载作用下力学性能的有限元仿真分析。研究了各试件力学性能与长细比之间的关系,同时通过分析试件的荷载-纵向位移曲线明确了试件纵向刚度和长细比之间的关系。另外,笔者提取了不同长细比试件的裂缝发展示意图,分析不同长细比试件随着荷载的增加,其横向和纵向裂缝的发展规律。最后,应用MATLAB语言编写数值计算程序计算T形截面型钢混凝土异形柱极限承载力和弯矩,并与实验得出的承载力进行对比分析。结果表明,两种方法得出的试件极限承载力吻合较好,从而验证了程序编写的正确性和计算方法的可行性。利用数值计算程序变化含钢率、加载角、偏心距和混凝土强度等参数,分析这些参数的改变对试件极限承载力的影响规律。

T形截面型钢筋混凝土异形柱静力性能有限元分析

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