基于型钢混凝土柱滞回特性的有限元分析

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1、长沙理工大学硕士学位论文型钢混凝土柱滞回特性的有限元分析姓名：唐小方申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：陈浩军20070401摘要如何提高结构构件的抗震能力是工程界一直最为关心的问题之一，开展这方面的研究工作具有重要的理论意义。随着现代建筑的发展，建筑物的高度、跨度不断增加，传统的钢筋混凝土结构已经满足不了现代建筑的要求。因为高层、超高层建筑结构底部柱子所受的轴向压力很大，如仍采用钢筋混凝土柱，由于受轴压比的限制，导致柱截面尺寸非常大，不仅影响使用功能，而且往往形成不利于结构抗震的短柱。许多研究表明，钢骨混凝土柱由于钢骨分担了部分轴力，可以有效减小混凝土部分的轴压比，提高

2、柱的抗震性能。因而型钢混凝土柱是今后高层建筑中柱的主要结构形式，目前对于这种新型组合结构体系研究还不完善。本文依据现有研究成果，在低周反复荷载作用下，应用ANSYS有限元分析软件，对几组不同受力形式的型钢混凝土柱的滞回特性进行了较为系统的理论分析。主要研究工作如下：本文设计了相同尺寸、配钢的型钢混凝土柱构件，由于型钢混凝土柱的核心钢骨可单独承受一定的竖向荷载，所以柱截面的轴压力由型钢混凝土均匀承受的传统模式能够得到改变，而采用型钢先承受轴压力然后浇注混凝土的制作方式可以充分提高钢材的利用率，在此基础上进行构件抗震性能的研究。1、建立型钢混凝土柱ANSYS有限元模型，在不同的情况

3、下，分别施加水平低周反复荷载。2、得到型钢混凝土柱的滞回曲线，回特性。3、根据型钢混凝土柱的滞回曲线，压比下各自的延性系数。4、分析了柱子的轴压比限值。进行对比分析，检验型钢混凝土柱的滞分析型钢混凝土柱的延性，得到不同轴关键词：型钢混凝土柱，轴压比，滞回特性，有限元，轴压比限值AbstractHowenhancestheaseismaticabilityofstructureisoneofthemostinterestingengineeringaspects，thisresearchhastheimportanttheorysignificance．Withthedevelo

4、pmentofmodemconstruction，theheightandthespanofbuildingareontheincrease，thetraditionalstructuresofreinforcedconcretecannotmeetrequirementsofthemodemconstruction．Ifreinforeedconcretecolumnsarestillappliedinthehigh-risebuilding,itwillresultinincreasedsizeofcolumnssectionbecauseofbigaxialcompres

5、sionandlimitsofaxialcompressionratio．Thisnotonlyaffectsservicefunction，butalsomaybecomeshortcolumnswhoseseismicbehaviorispoor．Itismadeknownbyalotofexperimentsthatsteelreinforcedconcretecolumnscaneffectivelyreducetheaxialcompressionratioofcolumn’Sconcretepartandimproveseismicbehaviorofthecolu

6、mns，asaresultofsteelstaringapartofaxialload．Sothesteelreinforeedconcretecolumnswillbethemainstructuralforrninthenextultra—tallbuildings，atpresent，theresearchisimperfecttothiskindofnewbuilt—upsectionsystem．Ontheexistingresearchresults，underlow·cyclereciprocalload，withANSYSprogram，tothesteelre

7、inforcedconcretecolumnswithseveralloadforms，thisarticleproducesasystemicacademicanalysistohystereticcharacteristics．Mainresearchwerkasfollows：Steelreinforeedconcretecolumnswiththesamesizeandsteelmatcharedesignedinthisthesis．becausethecoresteelinthe