板壁式型钢混凝土柱在低周反复荷载下的破坏性能试验研究

发布时间：2017-05-13 06:20

  本文关键词：板壁式型钢混凝土柱在低周反复荷载下的破坏性能试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：近年来,在高架道路和桥梁结构中,柔性墩柱越来越受到广泛的应用,板壁式型钢混凝土柱属于柔性墩柱的一种。板壁式型钢混凝土柱相比于普通截面的钢筋混凝土柱,不仅在截面上有其独特的新颖之处,同时还发挥了型钢和混凝土两种材料组合的优势,目前学术界对这种板壁式型钢混凝土柱的研究不多,所以对板壁式型钢混凝土柔性墩柱的研究具有理论价值。本文以长细比和轴压比为研究参数,对3个板壁式型钢混凝土柱试件模型进行低周反复加载试验,对比分析研究各试件的破坏过程和破坏形态、各试件的特征荷载(开裂荷载、屈服荷载、极限荷载)、应变情况、强度衰减、刚度退化以及延性。试验结果表明:3个板壁式型钢混凝土柱试件模型在竖向荷载和水平低周反复荷载下的最终破坏形态均为弯曲型破坏,长细比和轴压比对试件的破坏性能具有较大的影响。利用ABAQUS有限元软件对3个试验试件模型进行全过程仿真模拟分析,得出水平极限荷载,及柱顶部的荷载-位移曲线,并将部分模拟结果与试验结果进行比较。ABAQUS有限元分析结果和试验结果基本相符。在试验研究和数值模拟的基础上,根据板壁式型钢混凝土柱的破坏特征和偏心受压柱的计算方法,本文推导了板壁式型钢混凝土柱水平极限承载力理论计算公式,并提出了实用计算公式,经过试验数据和模拟数据的验证,证明本文的实用公式可行。
【关键词】：板壁式型钢混凝土柱 破坏形态 试验研究 有限元分析
【学位授予单位】：苏州科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU398.9
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第一章 绪论10-17
• 1.1 引言10
• 1.2 型钢混凝土结构研究现状10-13
• 1.3 板壁式墩柱研究现状13-15
• 1.4 本文研究内容与研究方法15-17
• 1.4.1 研究内容15-16
• 1.4.2 研究方法16-17
• 第二章 板壁式型钢混凝土柱的试验概况17-26
• 2.1 试件的设计与制作17-20
• 2.1.1 试件模型的设计17-19
• 2.1.2 试件模型的制作19-20
• 2.2 材料性能试验20-21
• 2.2.1 钢材材性20
• 2.2.2 混凝土材性20-21
• 2.3 试验主要量测内容21-24
• 2.3.1 裂缝观测21
• 2.3.2 应变测量21-23
• 2.3.3 位移测量23-24
• 2.4 加载装置与加载方案24-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第三章 板壁式型钢混凝土柱的试验结果分析26-38
• 3.1 试件特征荷载与破坏形态26-28
• 3.1.1 破坏形态与破坏过程26-27
• 3.1.2 试件特征荷载27-28
• 3.2 荷载-位移曲线28
• 3.3 试件应变情况28-32
• 3.3.1 型钢应变28-30
• 3.3.2 纵向钢筋应变30
• 3.3.3 箍筋应变30-31
• 3.3.4 混凝土应变31-32
• 3.4 强度衰减32-33
• 3.5 刚度退化33
• 3.6 延性33-36
• 3.7 本章小结36-38
• 第四章 非线性有限元分析38-55
• 4.1 ABAQUS有限元软件介绍38
• 4.2 有限元模型的建立与求解38-46
• 4.2.1 单元的选取38-39
• 4.2.2 材料属性39-41
• 4.2.3 几何模型的建立41-42
• 4.2.4 型钢和混凝土之间接触问题的处理42-43
• 4.2.5 网格划分43-44
• 4.2.6 有限元模型的求解44-46
• 4.3 ABAQUS有限元模拟结果与试验结果比对46-54
• 4.3.1 极限荷载值对比46-47
• 4.3.2 荷载-位移曲线对比47-48
• 4.3.3 裂缝开展的对比48-49
• 4.3.4 试件应力对比49-52
• 4.3.5 扩大参数的板壁式型钢混凝土柱数值分析52-54
• 4.4 本章小结54-55
• 第五章 板壁式型钢混凝土柱水平极限承载力计算55-61
• 5.1 理论公式55-58
• 5.2 实用公式58-59
• 5.3 本章小结59-61
• 第六章 结论61-64
• 6.1 主要结论61-62
• 6.2 难点与不足62-63
• 6.3 研究工作展望63-64
• 参考文献64-66
• 致谢66-67
• 作者简历67
• 攻读硕士期间论文发表情况及参加的科研项目67

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