横置后浇方钢管混凝土构件施工模拟及极限承载力研究

发布时间：2022-12-17 09:04

　　钢管混凝土（Concrete Filled Steel Tube,简称CFST）是指在钢管内部填充混凝土的组合构件,以其承载力高、抗震性能好、耐火性能强、经济性能好等优点在大跨度体育场馆、高层建筑结构、桥梁工程等复杂体系得到广泛应用。大跨度空间结构通常会遇到水平或倾斜放置的钢管混凝土构件,考虑到施工中“先支管,后浇筑”的过程,湿混凝土在形成刚度后会对钢管产生较大的初挠度及初应力。本文参照已在佛山世纪莲体育中心轮辐式张拉结构体系下压环中应用的横置后浇圆钢管混凝土构件,对方形截面横置后浇钢管混凝土构件进行轴压性能的有限元分析,具体内容如下:1)基于实际施工情况并结合相关文献的假定,提出横置后浇方钢管混凝土构件的施工模拟方法,并运用“生死单元”技术与“追踪单元”技术对其进行施工仿真模拟,以获取横置后浇方钢管混凝土构件在湿混凝土浇筑形成刚度后的实际位置;2)根据参数化建模分析平台框架,运用Python程序设计语言编写脚本对ABAQUS进行二次开发,实现横置后浇方钢管混凝土/普通方钢管混凝土构件的参数化建模与结果数据的批量化处理;3)利用参数化建模分析平台批量建立方钢管混凝土有限元模型,并根据现... 

【文章页数】：103 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 钢管混凝土的发展及应用
    1.2 国内外相关课题的研究现状
        1.2.1 方钢管混凝土短柱的研究现状
        1.2.2 钢管混凝土中长柱与长柱的研究现状
        1.2.3 考虑施工因素钢管混凝土的研究现状
    1.3 ABAQUS二次开发在有限元分析中的应用
    1.4 本课题研究背景及问题的提出
        1.4.1 研究背景
        1.4.2 问题提出
    1.5 本文的主要研究工作
第二章 有限元建模理论及参数化建模分析平台二次开发
    2.1 引言
    2.2 本构关系
        2.2.1 钢材本构关系
        2.2.2 核心混凝土本构关系
        2.2.3 追踪单元和加载端板本构关系
    2.3 有限元分析模型
        2.3.1 单元选取及网格划分
        2.3.2 相互作用及约束关系定义
        2.3.3 分析步及求解控制
        2.3.4 模型边界条件
    2.4 横置后浇方钢管混凝土施工模拟
        2.4.1 分析假定
        2.4.2 施工模拟关键技术
        2.4.3 施工仿真模型的建立
    2.5 参数化建模分析平台开发
        2.5.1 参数化建模脚本实现
        2.5.2 参数化建模平台
    2.6 本章小结
第三章 横置后浇方钢管混凝土力学性能分析
    3.1 引言
    3.2 有限元模型的试验验证
        3.2.1 方钢管混凝土短柱
        3.2.2 方钢管混凝土中长柱与长柱
        3.2.3 典型试件施工仿真结果分析
    3.3 施工影响系数κ的参数分析
        3.3.1 施工影响系数κ定义
        3.3.2 参数分析
    3.4 本章小结
第四章 横置后浇方钢管混凝土极限承载力计算方法
    4.1 引言
    4.2 施工影响系数κ的回归分析
        4.2.1 影响参数取值范围
        4.2.2 基于回归分析的施工影响系数κ近似计算公式
    4.3 横置后浇方钢管混凝土长构件极限承载力计算
        4.3.1 普通方钢管混凝土极限承载力的规范比较
        4.3.2 承载力实用计算公式
        4.3.3 实用计算公式适用性验证
    4.4 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
附录
    附录-1
    附录-2
    附录-3
    附录-4
    附录-5
攻读博士/硕士学位期间取得的研究成果
致谢
答辩委员会对论文的评定意见



本文编号：3719638