矩形钢管混凝土框架结构的抗震性能研究

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1、分类号：TU398.2密级：公开UDC：学校代码：10127硕士学位论文论文题目：矩形钢管混凝土框架结构的抗震性能研究英文题目：ResearchonSeismicBehaviorofConcrete-filledRectangularSteelTubularFrames学位类别：工学硕士研究生姓名：杨晓云学号：201102093学科(领域)名称：结构工程指导教师：李斌职称：教授协助指导教师：高春彦职称：副教授2014年6月10日内蒙古科技大学硕士学位论文摘要矩形钢管混凝土具有承载力高，塑性变形能力良好，加工制作方便，经济效益可观等特点，高层及大跨结构中常见其用作竖向

2、受压构件。目前，对钢管混凝土构件的研究已逐步成熟，需要对这类结构体系的工作机理和受力特性进行深入的研究，特别是矩形钢管混凝土框架梁、柱在结构体系中的受力性能，核心混凝土和钢管的相互作用机理。本文对一榀单跨三层的方钢管混凝土柱-矩形钢管混凝土梁框架结构进行拟静力加载试验，研究其抗震性能，内容如下：基于拟静力试验，考察该类框架体系的破坏机理和破坏特征、承载能力、滞回曲线、延性、强度与刚度退化、耗能。结果表明：矩形钢管混凝土框架结构的滞回曲线饱满，变形、耗能和抗震性能均良好。运用SAP2000对试验框架结构进行Push-over弹塑性分析，根据塑性铰出现的顺序与位置，分析

3、框架的破坏机制，得出试件的能力曲线。结果表明：框架最终呈“强柱弱梁”的破坏机制，能力曲线与试验骨架曲线吻合较好。依据试验结果和相关理论分析结果，主要考虑轴压比、长细比和约束效应系数的影响，提出了P-Δ骨架曲线的三线性简化模型及计算方法，与试验结果吻合较好。考虑再加载时的软化问题，得到了框架的恢复力模型，为矩形钢管混凝土框架结构的抗震设计与分析研究等工作提供参考依据。运用ABAQUS有限元软件对试验框架结构进行受力全过程分析，滞回曲线与试验实测曲线吻合较好，同时得到塑性铰的位置与长度范围。借助有限元的分析结果，对框架梁、柱的钢管和核心混凝土的应力分布和发展规律进行分析

4、，为抗震设计提供依据。关键词：矩形钢管混凝土；框架；抗震性能；试验研究；有限元分析-I-内蒙古科技大学硕士学位论文AbstractConcrete-filledrectangularsteeltube(CFRST)hashighbearingcapacity,goodplasticperformance,convenientproduction,greateconomicbenefitsandotheradvantages.Itisappliedinhigh-riseandwide-spanbuildingsastheverticalbearingmembers.T

5、heresearchofsteeltubeconcretesinglememberhasbeenincreasinglymature,theworkingmechanismandmechanicalcharacteristicsofCFRSTstructuresshouldbestudiedfurther.ResearchthebehaviorofCFRSTbeamandcolumninframe,andthemutualworkingsituationandmechanicalcharacteristicsbetweencoreconcreteandsteelpi

6、pe.Thetextcarriesouttheseismicexperimentalresearchononepieceof1bay,threestoriesmodelsofCFRSTframe,whichiscomposedofconcrete-filledsquaresteeltubularcolumnsandrectangularbeams,researchcontentsarelistedasfollows:Basedonthetestunderquasi-staticload,failuremechanismandcharacteristics,beari

7、ngcapacity,hystereticcure,ductility,strengthandstiffnessdegradation,behaviorofenergydissipationareresearched.TheresultsshowthattheCFRSTframehasplumphystereticloops,excellentenergydissipationandseismicbehavior.StaticnonlinearanalysisonCFRSTframeusingSAP2000software,failuremechanismisa