方形核心异形钢柱稳定性分析

发布时间：2020-07-12 16:27

【摘要】：钢异形柱结构可以将凸出墙面的柱体隐藏于墙体内,避免柱角凸出对室内观瞻及使用空间的影响,增加房屋建筑的有效使用面积,改善建筑使用功能,提高钢结构住宅建筑设计的灵活性。但传统开口截面钢异形柱稳定性较弱,承载力低,没有更好地发挥材料作用。本文提出方核十字形、方核L形和方核T形三种截面形式,利用有限元特征值屈曲及非线性屈曲方法,分析了三种截面形式钢柱的稳定性,研究了截面几何尺寸对稳定性的影响,主要做了以下工作:采用有限元特征值屈曲法,研究了展臂腹板厚、展臂翼缘板厚、展臂长(T形腹板高)及方核壁厚对方核十字形钢柱临界应力的影响;研究了展臂腹板厚、展臂翼缘板厚、展臂长(T形腹板高)及方核壁厚对方核T形钢柱临界应力的影响;研究了展臂腹板厚、展臂翼缘板厚、展臂长(T形腹板高)及方核壁厚对方核L形钢柱临界应力的影响。分别绘制了三种方核异形柱临界应力与展臂宽度以及展臂板、翼缘板、核心壁的宽厚比等多种关系曲线,确定最佳截面尺寸比例关系,为设计截面提供参考。采用非线性屈曲方法,研究了长细比对方核十字形钢柱、方核T形钢柱及方核L形钢柱临界应力的影响。详细分析了三种方核异形钢柱屈曲模态、破坏形式,计算了三种方核异形钢柱的稳定系数并绘制钢柱稳定系数与柱高关系曲线,与规范给出的a类、b类柱子曲线对比分析,建议按b类柱子曲线设计三种方核异形钢柱。分别对用于钢结构中柱、边柱、角柱的不同类型截面钢柱的截面参数进行了对比,对等截面积的不同类型截面钢柱在相同条件下进行非线性曲屈分析,对比各类截面钢柱的屈曲模态及临界应力。结果表明:方核异形钢柱临界应力高于相同截面积的H形、十字形、T形及L形钢柱临界应力。
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU391
【图文】：

逡逑１．２．１钢筋混凝土异形柱逡逑常见钢筋混凝土异形柱如图１．２所示。逡逑Ｒａｍａｍｕｒｔｈｙ．Ｌ．Ｎ和ＨａｆｅｅｚＫｈａｍ．Ｔ．Ａ［６］分别对等肢和不等肢Ｌ形截面双向偏压钢筋逡逑混凝土异形柱的极限承载力进行了理论分析和试验研究，利用逆分析方法得出了极限承逡逑载力的规律，给出了偏于安全的极限承载力计算公式。Ｄａｖｉｓｔｅｒ．Ｍ．Ｄｎ对不规则形状的双逡逑向偏压钢筋混凝土柱进行了理论研究。Ｃｈｅｎｇ邋Ｔｚｕ和Ｔｈｏｍａｓ邋Ｈｓｕ［８】对Ｌ形和Ｔ形双向偏逡逑压钢筋混凝土柱进行了全过程分析，并提出双向偏压柱的经验计算公式。Ｄｉｍｄａｒ．Ｃ和逡逑２逡逑

（ａ）邋Ｓｑｕａｒｅ邋ｃｏｌｕｍｎｓ逦（ｂ）邋Ｓｐｅｃｉａｌ－ｓｈａｐｅｄ邋ｃｏｌｕｍｎｓ逡逑图１．１方形柱与异形柱平面布置图逡逑Ｆｉｇ．邋１．１邋Ｌａｙｏｕｔ邋ｐｌａｎ邋ｏｆ邋ｓｑｕａｒｅ邋ｃｏｌｕｍｎｓ邋ａｎｄ邋ｓｐｅｃｉａｌ－ｓｈａｐｅｄ邋ｃｏｌｕｍｎｓ逡逑１．２国内外研究现状逡逑异形柱是从剪力墙、短肢剪力墙和框架结构中演化而来的。它最早始于２０世纪７０逡逑年代，到８０年代逐渐发展成为一个独立的结构体系，９０年代起，随着异形柱结构的不逡逑断推广应用，国内许多专家学者在钢筋混凝土异形柱结构体系的节点、构件等方面做了逡逑大量的理论与试验的研究工作，逐步形成了一套较为完整的理论体系。为了解决和混凝逡逑土框架结构中相同的问题，在混凝土异形柱的发展基础之上，工程界和学术界开始着手逡逑钢结构异形柱的研究。逡逑异形柱按材料可分为钢筋混凝土异形柱、钢骨混凝土异形柱、方钢管混凝土组合异逡逑形柱和钢异形柱几大类，钢异形柱又主要包括开口截面钢异形柱及闭口截面钢异形柱两逡逑种形式。逡逑１．２．１钢筋混凝土异形柱逡逑常见钢筋混凝土异形柱如图１．２所示。逡逑Ｒａｍａｍｕｒｔｈｙ．Ｌ．Ｎ和ＨａｆｅｅｚＫｈａｍ．Ｔ．Ａ［６］分别对等肢和不等肢Ｌ形截面双向偏压钢筋逡逑混凝土异形柱的极限承载力进行了理论分析和试验研究，利用逆分析方法得出了极限承逡逑载力的规律，给出了偏于安全的极限承载力计算公式。Ｄａｖｉｓｔｅｒ．Ｍ．Ｄｎ对不规则形状的双逡逑向偏压钢筋混凝土柱进行了理论研究。Ｃｈｅｎｇ邋Ｔｚｕ和Ｔｈｏｍａｓ邋Ｈｓｕ［８】对Ｌ形和Ｔ形双向偏逡逑压钢筋混凝土柱进行了全过程分析

逦大连交通大学工学硕士学位论文逦逡逑荷载作用下的受力性能，研宄了Ｔ形截面钢骨混凝土柱在不同轴压比系数、配钢率、混逡逑凝土强度等级和长细比等参数对其延性的影响，研宄表明，Ｔ形截面钢骨混凝土柱具有逡逑良好的延性性能，给出了不同参数影响下Ｔ形截面钢骨混凝土柱满足指定延性要求的轴逡逑压比限值。逡逑Ｔ形钢骨逡逑

【参考文献】

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本文编号：2752216