鋼管混凝土和鋼筋混凝土力學性能研究.pdf

1、鋼管混凝土結構是一種新型的結構體系,由于它具有較好的抗震性能,目前越來越多的應用于高層、超高層、大跨度等結構中。但對于鋼管混凝土這種新的結構體系,無論是從試驗上還是理論上來說,研究的都比較少。相對而言,傳統(tǒng)的鋼筋混凝土經(jīng)過國內(nèi)外許多學者多年的研究工作,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行比較來研究鋼管混凝土的力學性能。本文所做的研究工作主要有以下幾個部分:
　　對ANSYS非線性有

2、限元模擬中的一些問題,主要是結合鋼管混凝土和鋼筋混凝土非線性計算中涉及到的關鍵問題,包括:材料本構模型、單元、ANSYS有限元非線性計算原理、ANSYS建模以及實際有限元應用中應該注意的問題做了總結。
　　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)范設計公式進行了對比,分析了不同規(guī)范計算公式的特點。類比螺旋配箍鋼筋混凝土柱受壓計算公式的基礎上,根據(jù)方鋼管混凝土柱的約束特

3、點,將核心混凝土分為強約束區(qū)和弱約束區(qū),提出了一種新的計算方鋼管混凝土柱軸壓承載力的公式,并和試驗結果進行了對比。
　　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)、受力機理、變形以及承載力。采用參數(shù)化方法分析了偏心率和長細比對鋼管混凝土柱和鋼筋混凝土柱力學性能的影響規(guī)律。比較了鋼管混凝土柱和鋼筋混凝土壓彎時的設計公式,分析了鋼管混凝土設計公式和鋼筋混凝土設計公式的不同特點。類比鋼筋混凝土柱壓彎計算公式,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算公式。
　　建立了鋼管混凝土柱在低周往復荷載下的有限元模型,并通過試驗驗證了有限元模型的可靠性。在此基礎上,對同等條件下的鋼管混凝土柱和鋼筋混凝土柱進行了低周往復荷載有限元模擬,對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、強度退化和剛度退化等力學性能。
　　選取天津波,對鋼管混凝土框架和鋼筋混凝土框架進行了動力時程分析,比較了動力特性、位移和加速度等動力響