高層CFST斜交網(wǎng)格筒結(jié)構(gòu)斜柱軸力分布規(guī)律及彈塑性性能研究.pdf

1、高層斜交網(wǎng)格筒結(jié)構(gòu)體系不同于傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系，其較好的空間性能和美觀的建筑外表使得這種新型結(jié)構(gòu)越來越受歡迎。在水平荷載下外筒斜柱以軸向拉壓內(nèi)力為主，能有效利用構(gòu)件的材料力學(xué)性能為結(jié)構(gòu)提供強(qiáng)大的抗側(cè)剛度，是整個(gè)結(jié)構(gòu)體系承受荷載的關(guān)鍵構(gòu)件，因此斜柱在各種荷載作用下的軸力分布規(guī)律對研究整個(gè)結(jié)構(gòu)的受力性能尤為重要。本文結(jié)合工程實(shí)際建立鋼管混凝土（CFST）斜交網(wǎng)格筒結(jié)構(gòu)模型，研究了靜力和動(dòng)力荷載作用下斜柱的軸力分布規(guī)律，在此基礎(chǔ)上采用實(shí)體模型研究

2、了圓鋼管混凝土柱在拉壓反復(fù)荷載下的軸向滯回性能及其影響因素，最后基于IDA方法對斜交網(wǎng)格筒結(jié)構(gòu)進(jìn)行了易損性評估。主要研究內(nèi)容如下：
　　（1）基于工程實(shí)際，采用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件Etabs建立鋼管混凝土斜交網(wǎng)格筒混合結(jié)構(gòu)彈性模型，分別對該模型在豎向荷載、水平荷載以及豎向和水平荷載共同作用下，外筒斜柱的軸力分布規(guī)律進(jìn)行了探討；基于纖維截面模型，采用有限元軟件Perform-3D對結(jié)構(gòu)模型分別進(jìn)行靜力彈塑性分析和動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析，探討了靜

3、力推覆進(jìn)程中各立面斜柱軸力的轉(zhuǎn)化和分布情況，明確了外筒的塑性發(fā)展過程；同時(shí)對不同地震動(dòng)記錄下，結(jié)構(gòu)最不利時(shí)刻斜柱的軸力分布規(guī)律進(jìn)行了研究。最后由對稱布置的斜柱的內(nèi)力變化得出其軸向拉壓變形比和內(nèi)力比，對應(yīng)于同一斜柱在往復(fù)推覆下的變形比和內(nèi)力比，為鋼管混凝土圓柱在軸向拉壓反復(fù)加載數(shù)值模擬中的加載制度提供依據(jù)。
　?。?）采用實(shí)體單元，使用Abaqus有限元軟件建立不同參數(shù)下的圓鋼管混凝土柱模型，根據(jù)斜交網(wǎng)格筒結(jié)構(gòu)斜柱的軸力分布規(guī)律及其

4、變形比確定構(gòu)件的加載制度，研究了圓鋼管混凝土柱在軸向拉壓反復(fù)荷載作用下的受力性能，分析了不同階段鋼管和核心混凝土的應(yīng)力分布、破壞發(fā)展進(jìn)程和工作機(jī)理。對不同徑厚比、材料強(qiáng)度、加載制度等因素對構(gòu)件的軸向滯回性能的影響進(jìn)行分析，確定了影響鋼管混凝土柱軸向滯回性能的關(guān)鍵因素。
　?。?）基于IDA方法對圓鋼管混凝土斜交網(wǎng)格筒結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力彈塑性時(shí)程分析，選擇十條地震動(dòng)記錄，分析得到結(jié)構(gòu)地震響應(yīng)，進(jìn)而結(jié)合中國抗震規(guī)范的性能水平限值要求建立相應(yīng)