c80高强混凝土扁柱抗震性能的试验研究及数值模拟

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1、同济大学土木工程学院硕士学位论文C80高强混凝土扁柱抗震性能的试验研究及数值模拟姓名：田清彪申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：钱江20080301摘要摘要高强混凝土具有能够大幅度提高工程结构和构件的承载能力、减少结构构件尺寸和自重、加快工程施工进度、能够经受恶劣的环境条件等优点。近些年来，越来越多的构筑物采用高强混凝土，对高强混凝土构件的受力性能进行试验研究和有限元分析有其重要的现实意义。《建筑抗震设计规范》规定：柱截面长边与短边的边长比不宜大于3。本文的研究对象是某实际工程中截面边长比为3的高强混凝土柱。本文通过对此构件的缩尺模型进行

2、低周反复拟静力试验研究及有限元计算分析，对宽扁柱构件抗震受力性能进行了细致而全面的分析，并得出较为可信的研究成果，为实际工程中该类构件的设计提供了较有价值的参考依据。本文首先对3个不同轴压比下的宽扁柱试件进行低周反复拟静力试验，通过观察试验现象、记录试件从开裂、屈服到破坏的整个试验过程，确定试件的破坏形态，推测破坏机理；通过对试验数据的处理，分别从恢复力曲线、延性、耗能能力、强度和刚度退化、钢筋应变等几个方面分析了宽扁柱的抗震性能。之后，对试验数据进行试验拟合，提出合理、简单、适用于宽扁柱构件的恢复力曲线模型，实现了恢复力曲线的模型化。最后，选

3、取与试验模型相同的几何尺寸、材料属性及加载方式，采用大型有限元分析软件ANSYS对试验模型进行非线性有限元分析，得出计算模型的恢复力曲线并与试验值进行对比，进一步验证了试验结果的准确性和受力机理的合理性。关键词：高强混凝土，扁柱，低周反复拟静力试验，恢复力曲线，有限元AbstractHigh-strengthconcretecanimproveconstructions’limitofbearingcapacity,reducephysicaldimensionandstructuredeadload，pickupconstructionpro

4、gressspeed，andke印goodserviceperformanceinformidablenaturalconditions．Inrecentyears，moreandmorebuildingsarebeingusedhigh—strengthconcrete．Experimentalinvestigationandfiniteelementanalysisonhigh-strengthconcretestructureshaveimportantPracticalsignificance．CodeforSeismicDesigno

5、fBuildingsuggeststhatsideratioofcross·sectionincolumnsisnotappropriatetobegreaterthan3．Thesubjectinvestigatedofthispaperisahigh-strengthconcretecolumn诚缸lthesideratioequalto3inanactualproject．Lowcycleanditerativestatictestandfiniteelementanalysisaleusedinthispapertoprobeintot

6、hemechanicalandseismicperformanceofthewide—flatcolumncomponents．Reliableresultsareobtained，andreferencesareprovidedforsimilarstructuresdesign．Firstly,Lowcycleanditerativestatictestofthreewide—flatcolumnmodelswithdifferentaxialcompressionratioisoperated．Byobservingthewholepro

7、cessofcracking，yieldingandbreaking，theshapeofbreakingandpresumerelevantmechanismarcdetermined．Then,bytestdataprocessing，seismic—resistancebehaviorisanalyzedinseveraldirections，suchasrestoringforcecalve，ductility,power-wastingabilityetc．Onthebasisofavailabletestdataandtestsim

8、ulationmethod,reasonable，simpleandpracticalresiliencecurvemodelisbroughtout