鋼管混凝土和鋼筋混凝土力學(xué)性能研究.pdf

1、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)是一種新型的結(jié)構(gòu)體系,由于它具有較好的抗震性能,目前越來越多的應(yīng)用于高層、超高層、大跨度等結(jié)構(gòu)中。但對(duì)于鋼管混凝土這種新的結(jié)構(gòu)體系,無論是從試驗(yàn)上還是理論上來說,研究的都比較少。相對(duì)而言,傳統(tǒng)的鋼筋混凝土經(jīng)過國內(nèi)外許多學(xué)者多年的研究工作,其發(fā)展的理論已經(jīng)比較成熟。本文從這一想法出發(fā),以鋼筋混凝土為參照,將鋼管混凝土與之進(jìn)行比較來研究鋼管混凝土的力學(xué)性能。本文所做的研究工作主要有以下幾個(gè)部分:
　　對(duì)ANSYS非線性有

2、限元模擬中的一些問題,主要是結(jié)合鋼管混凝土和鋼筋混凝土非線性計(jì)算中涉及到的關(guān)鍵問題,包括:材料本構(gòu)模型、單元、ANSYS有限元非線性計(jì)算原理、ANSYS建模以及實(shí)際有限元應(yīng)用中應(yīng)該注意的問題做了總結(jié)。
　　比較了同等條件下的鋼管混凝土柱和鋼筋混凝土柱軸壓受力性能。對(duì)國內(nèi)外軸壓下的鋼管混凝土柱和鋼筋混凝土柱的規(guī)范設(shè)計(jì)公式進(jìn)行了對(duì)比,分析了不同規(guī)范計(jì)算公式的特點(diǎn)。類比螺旋配箍鋼筋混凝土柱受壓計(jì)算公式的基礎(chǔ)上,根據(jù)方鋼管混凝土柱的約束特

3、點(diǎn),將核心混凝土分為強(qiáng)約束區(qū)和弱約束區(qū),提出了一種新的計(jì)算方鋼管混凝土柱軸壓承載力的公式,并和試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。
　　比較相同條件下鋼管混凝土柱和鋼筋混凝土柱偏壓受力性能,包括破壞形態(tài)、受力機(jī)理、變形以及承載力。采用參數(shù)化方法分析了偏心率和長(zhǎng)細(xì)比對(duì)鋼管混凝土柱和鋼筋混凝土柱力學(xué)性能的影響規(guī)律。比較了鋼管混凝土柱和鋼筋混凝土壓彎時(shí)的設(shè)計(jì)公式,分析了鋼管混凝土設(shè)計(jì)公式和鋼筋混凝土設(shè)計(jì)公式的不同特點(diǎn)。類比鋼筋混凝土柱壓彎計(jì)算公式,采用

4、大小偏心的概念建立了鋼管混凝土柱壓彎承載力計(jì)算公式。
　　建立了鋼管混凝土柱在低周往復(fù)荷載下的有限元模型,并通過試驗(yàn)驗(yàn)證了有限元模型的可靠性。在此基礎(chǔ)上,對(duì)同等條件下的鋼管混凝土柱和鋼筋混凝土柱進(jìn)行了低周往復(fù)荷載有限元模擬,對(duì)比分析了包括破壞形態(tài)、滯回曲線、骨架曲線、承載力、延性、耗能能力、強(qiáng)度退化和剛度退化等力學(xué)性能。
　　選取天津波,對(duì)鋼管混凝土框架和鋼筋混凝土框架進(jìn)行了動(dòng)力時(shí)程分析,比較了動(dòng)力特性、位移和加速度等動(dòng)力響