底部加强矩形钢管混凝土柱抗震性能优化分析

发布时间：2020-02-12 08:01

【摘要】：为优化分析矩形截面钢管混凝土柱抗震性能影响参数,提出在底部外侧贴焊钢板的加强矩形钢管混凝土柱。在试验基础上用ABAQUS软件对轴压比、混凝土强度等级、底部加强钢板高度及厚度对试件影响进行数值分析,并与试验对比。结果表明,随轴压比增大试件承载力、延性逐步下降;随混凝土强度等级提高试件承载力提高,但下降段变陡,延性降低;随加强钢板高度增加试件承载力稳步增大,耗能能力提高,延性近似相等;随加强钢板厚度增加承载力提高幅度有限。在满足构造要求下,底部加强矩形截面钢管混凝土柱结构综合抗震耗能良好,可用于高层建筑结构抗震设计。
【图文】：

无加强矩形钢管混凝土柱，长边钢板厚度6mm，短边8mm;试件CFSJ－2在底部截面区域垂直加载方向钢板外侧贴焊厚8mm、高400mm的加强钢板;试件CFSJ－3在底部截面周边钢板外侧全部贴焊厚8mm、高400mm的加强钢板。对3试件进行低周反复加载试验。施加恒定竖向荷载1730kN，对应试件轴压比为0．6，再进行低周反复加载。试件屈服前用力控制加载方式，并监控位移变化;屈服后用位移控制加载方式。当试件承载力下降至极限承载的85%以下、且严重破坏后停止试验。本文选试件CFSJ－3为分析对象，底部加强区高400mm;几何尺寸及配钢见图1，加载装置见图2。各试件混凝土强度等级为C45，实测立方体抗压强度平均值为48．72MPa，弹性模量平均值为3．28×104N/mm2。模型中钢板均用Q235B级，实测力学性能见表1。图1试件CFSJ－3设计图Fig．1DetailsofthespecimenCFSJ－3图2试验装置Fig．2Testsetup表1钢板实测力学性能Tab．1Measuredmechanicalpropertiesofsteelplates钢板厚度/mm屈服强度/MPa极限强度/MPa弹性模量/MPa延伸率/%63054132．06×10526．182994362．09×10524．32试验结果试件CFSJ－3的承载力、刚度、变形、耗能实测结果见表2。其中:Fy为试件正负两方向屈服荷载均值;Fu为极限荷载均值;Ud为弹塑性最大位移均值;Ky为明显屈服刚度均值;EP为试件耗能值，本文EP以试件滞回曲线外包络线所围面积近似作为代表值。表2实测得试件承载力、刚度、变形及耗能Tab．2Experimentalresultsofload-bearingcapacity，stiffness，deformationandenergydissipationcapacity试件Fy/kNFu/kNKy/(kN·mm－1)Ud/mmEP/(kN·mm)CFSJ－1605．3806．254

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本文编号：2578758