核心型钢混凝土柱抗震性能有限元分析

发布时间：2017-03-22 23:06

  本文关键词：核心型钢混凝土柱抗震性能有限元分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着现代建筑的发展,建筑物的高度、跨度不断增加,传统的钢筋混凝土结构受到了限制。而核心型钢混凝土(CSRC)柱能够有效抑制剪切裂缝的发展,改善混凝土柱在较大塑性变形阶段轴向承载能力的稳定性,从而防止结构在地震作用下的突然倒塌,成为了目前工程界较为关注的结构形式。CSRC柱这种结构形式虽然可以更好的发挥型钢和混凝土之间的性能,但其作为结构的主要构件,受力复杂,影响因素较多。利用试验分析柱的抗震性能影响因素时耗费成本较大,因此文章采用有限元数值模拟的方法对CSRC柱进行了抗震性能分析。文章在现有研究成果的基础上,利用有限元分析软件ANSYS建立了8个具有不同体积配箍率、型钢含钢率、箍筋间距、轴压比的核心型钢混凝土柱模型,对其抗震性能进行分析。结合试验结果对模型的荷载—位移曲线、滞回曲线、骨架曲线、耗能性能等抗震指标进行分析,分析结果表明:(1)通过用实体单元建立CSRC柱的有限元模型,对其进行单调加载下的Pushover分析,所得力位移曲线与实际试验比对,可以较好的模拟出CSRC柱在单调荷载作用下的变形以及受力情况。(2)从8个模型的Pushover分析结果可以看出,型钢含钢率对CSRC柱的承载能力影响较大,而体积配箍率、箍筋间距对试件抗震性能的影响不及型钢含钢率。(3)对于8个模型的反复荷载下的滞回分析而言,其滞回环都随着变形的增大而变得丰满,适当提高型钢含钢率可以有效的提高构件的抗震性能。(4)对于所有数值模型而言,在一定范围内,轴压比越小,其耗能性能越好,体积配箍率和箍筋间距对CSRC柱的耗能性能影响不大。由此可见,在一定范围内,随着体积配箍率、型钢含钢率的增加,箍筋间距和轴压比的减小可以适当提高CSRC柱的抗震性能。
【关键词】：核心型钢混凝土柱 有限元分析 轴压比 Pushover分析 滞回曲线 抗震性能
【学位授予单位】：河北工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU398.9;TU352.11
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 引言10
• 1.2 核心型钢混凝土结构10-14
• 1.2.1 型钢混凝土结构的种类10-11
• 1.2.2 核心型钢混凝土结构的优点11-12
• 1.2.3 核心型钢混凝土结构的研究现状12-14
• 1.3 文章的研究目的及内容14-16
• 1.3.1 研究目的14-15
• 1.3.2 研究内容15-16
• 第2章 核心型钢混凝土柱的有限元模拟16-36
• 2.1 试件几何尺寸及计算简图16-17
• 2.2 材料单元类型的选取17-21
• 2.2.1 混凝土材料模型17-19
• 2.2.2 钢筋单元19-20
• 2.2.3 型钢单元20-21
• 2.3 材料属性21-28
• 2.3.1 混凝土本构关系与破坏准则21-27
• 2.3.2 钢筋及型钢的本构关系27-28
• 2.4 模型的建立及求解28-35
• 2.4.1 模块建立28-30
• 2.4.2 网格划分30-31
• 2.4.3 计算方法31-33
• 2.4.4 模型求解33-35
• 2.5 本章小结35-36
• 第3章 基于ANSYS的CSRC柱Pushover分析36-47
• 3.1 Pushover分析理论及其优点36-37
• 3.2 ANSYS计算结果的可行性验证37-40
• 3.3 CSRC柱荷载—位移曲线影响参数分析40-46
• 3.3.1 含钢率影响40-41
• 3.3.2 配箍率影响41-43
• 3.3.3 箍筋间距影响43-44
• 3.3.4 轴压比影响44-46
• 3.4 本章小结46-47
• 第4章 低周反复荷载作用下CSRC柱的抗震性能分析47-59
• 4.1 滞回曲线概述47-51
• 4.1.1 常见的滞回曲线形态47-49
• 4.1.2 CSRC柱滞回曲线分析49-51
• 4.2 耗能性能分析51-53
• 4.3 骨架曲线分析53-54
• 4.4 延性分析54-56
• 4.5 刚度退化56-57
• 4.6 本章小结57-59
• 结论与展望59-61
• 结论59
• 展望59-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-65
• 作者简介65
• 攻读硕士期间发表的论文65-66

【参考文献】

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本文编号：262396