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异形钢管混凝土短柱轴压性能研究

作　者: 赵毅
导　师: 杨华
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 结构工程
关键词: 异形柱钢管混凝土钢筋加劲肋轴压性能延性
分类号: TU398.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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引　用: 6次
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内容摘要

钢筋混凝土异形柱可使柱肢与填充墙等厚,室内避免出现柱棱,具有较好的建筑使用功能,但其对水平荷载方向性非常敏感,延性较差,需较大配箍率并严格限制轴压比。而普通钢管混凝土异形柱钢管对核心混凝土约束作用不强,钢板易发生局部屈曲。本文提出了一种新型钢管混凝土异形柱——设置钢筋加劲肋的钢管混凝土异形柱,钢筋加劲肋可有效延缓钢板局部屈曲,提高柱子后期延性,使其兼有钢筋混凝土异形柱和钢管混凝土柱的优点。对异形(T形和十字形)钢管混凝土轴压短柱的力学性能进行了研究,包括钢管混凝土中钢板的屈曲问题,轴向力作用下异形柱力学性能的试验研究与理论分析。具体进行了以下三个方面的工作:1.采用有限元计算软件ABAQUS分析了有无钢筋加劲肋的异形钢管混凝土中钢板的力学性能;考虑了材料非线性、几何非线性、钢板初始几何缺陷及屈曲后强度对钢板力学性能的影响;通过参数分析,提出工程实际中合理设置钢筋加劲肋的方式。2.进行了两根T形钢管混凝土轴压短柱的试验研究,获得了普通T形钢管混凝土轴压短柱和设置钢筋加劲肋的T形钢管混凝土轴压短柱的荷载-位移关系曲线;观察并分析了两种T形钢管混凝土柱破坏模式的异同;研究了钢筋加劲肋对T形钢管混凝土柱力学性能的影响。3.采用ABAQUS建立了T形钢管混凝土轴压短柱的有限元模型;在利用试验结果验证模型正确性的基础上,对T形和十字形钢管混凝土柱中钢管与核心混凝土的相互作用进行了研究;通过参数分析,确定了含钢率、钢材屈服强度、混凝土强度等参数对构件力学性能的影响。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章绪论  7-19
  1.1 课题背景  7-14
    1.1.1 钢管混凝土柱的特点及应用  7-10
    1.1.2 钢筋混凝土异形柱的特点及应用  10-11
    1.1.3 异形钢管混凝土柱的特点及选题意义  11-14
  1.2 国内外在相关方向的研究现状及分析  14-18
    1.2.1 国外在相关方向的研究现状及分析  14-15
    1.2.2 国内在相关方向的研究现状及分析  15-17
    1.2.3 钢管混凝土异形柱研究现状及分析  17-18
  1.3 本文的主要内容  18-19
第2章钢管混凝土中钢板的局部屈曲  19-45
  2.1 概述  19-21
  2.2 能量法计算板的弹性屈曲荷载  21-24
  2.3 ABAQUS有限元分析钢板的屈曲  24-38
    2.3.1 ABAQUS 有限元模型的建立  24-27
    2.3.2 有限元程序计算钢板的力学性能  27-38
  2.4 参数分析  38-43
    2.4.1 加密点约束对钢板力学性能的影响  38-40
    2.4.2 纵向点约束和横向点约束的对比  40-43
  2.5 本章小结  43-45
第3章 T形钢管混凝土轴压短柱试验研究  45-62
  3.1 概述  45
  3.2 试件设计、制作及材料性能  45-49
  3.3 短柱试验装置与测点布置  49-53
  3.4 短柱试验现象分析  53-56
    3.4.1 TG-1 破坏模式及试验现象  53-54
    3.4.2 TG-2 破坏模式及试验现象  54-56
  3.5 试验结果分析  56-61
  3.6 本章小结  61-62
第4章 T形、十字形钢管混凝土短柱有限元分析  62-80
  4.1 概述  62
  4.2 有限元模型的建立  62-69
    4.2.1 单元选取及网格划分  62-63
    4.2.2 钢与混凝土之间相互作用关系  63-65
    4.2.3 材料参数的选取  65-67
    4.2.4 边界条件  67-68
    4.2.5 钢管初始几何变形  68-69
  4.3 钢管混凝土短柱有限元模型的验证  69-71
  4.4 T形和十字形钢管混凝土短柱有限元理论分析  71-74
  4.5 参数分析  74-78
    4.5.1 钢材屈服强度的影响  74-75
    4.5.2 含钢率的影响  75-77
    4.5.3 混凝土强度的影响  77-78
  4.6 本章小结  78-80
结论  80-81
参考文献  81-86
致谢  86

异形钢管混凝土短柱轴压性能研究

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