带约束拉杆矩形钢管混凝土短柱抗震性能

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1、博士学位论文带约束拉杆矩形钢管混凝土短柱抗震性能作者姓名王英涛学科专业结构工程指导教师蔡健教授所在学院土木与交通学院论文提交日期2015年10月国家自然科学基金资助项目（51008085）SeismicBehaviorofRectangularConcrete-filledSteelTubularStubColumnswithBindingBarsADissertationSubmittedfortheDegreeofDoctorofPhilosophyCandidate：WangYingtaoSupervisor：Prof.CaiJi

2、anSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分类号：ＴＩＢ学校代号：１０５６１学号２０１１１０１０１０７０：华南理工大学博±学位论文带约束拉杆矩形钢管混凝±短桂抗罵性能作者姓名；王英涛指导教师姓名、职称：蔡健教授申请学惊级别：工学博±学科专业名称：结构工程研究方向－准凝止组合结构；钢论文提巧日期：％７６年｜｜月１５日论文答辩日期：年＂月王ｇ日学位授予单位：华南理工大学学拉授予日期：年月日答辩委员会成员＇：华南理工大学学位论文原

3、创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研巧所取得的研究成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写的成果作品。对本文的研巧做出重要贡献的个人和集体，均已在文中［＾＾１明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。巧作者签名：王矣罐日期年＞、月Ｖｆ日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，良Ｐ：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南理工大学。学校有权保存并向国家有关部口或机构

4、送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可臥公布学位论文的全部或部分内容，可允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文本。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。学位论文属于；□旺保密，在年解密后适用本授权书。不保密，同意在校园网上发布，供校内师生和与学校有共享协议，’的单位浏览；同意将本人学位论文提交中国学术期刊（光盘版）电予杂志社全文出版和编入ＣＮＫＩ《中国知识资源总库》，传播学位论文的全部或部分内容。＂＂（请在上相应方框内打Ｖ）？弓作

5、者签名：至矣＾日期：指导教师签名：一一日期ＷＳ．ＩＩ．＾？’作者联系电话；电子邮箱：？联系地址（含邮编）；摘要带约束拉杆钢管混凝土柱是一种新型结构构件。通过沿柱纵横向每隔一定间距设置能约束钢管外凸变形的约束拉杆，为钢管提供侧向支撑，延缓和避免钢管的局部屈曲；同时限制钢管的横向变形，加强钢管对核心混凝土的约束作用，充分发挥钢管和混凝土两种材料的力学性能，提高了钢管混凝土柱的承载力和延性。然而，目前对带约束拉杆钢管混凝土短柱抗震性能的研究很少，影响了其发展应用，因此有必要开展带约束拉杆钢管混凝土抗震性能的研究。本文

6、进行了带约束拉杆矩形截面钢管混凝土短柱的低周往复荷载试验，并通过数值分析进一步研究了其抗震性能和工作机理。本文开展的主要研究工作如下：（1）以约束拉杆间距、轴压比、截面长宽比为主要参数，分别进行了带约束拉杆方形和矩形钢管混凝土短柱在低周往复荷载下的试验研究，分析了各参数对试件破坏过程、滞回曲线、骨架曲线、强度及刚度退化规律、延性性能和能量耗散特征等抗震性能的影响。结果表明，设置约束拉杆明显改善了带约束拉杆方形和矩形钢管混凝土短柱的抗震性能，提高了构件的承载能力、变形能力和耗能能力，减小约束拉杆间距能明显提高构件的抗震性能。（2）编制了考

7、虑材料泊松比变化的子程序，考虑了混凝土材料损伤、钢管和核心混凝土的粘结滑移、钢管残余应力及钢管的初始缺陷，完善了有限元软件ABAQUS中的计算模型，利用试验结果验证有限元模型。在此基础上，研究了带约束拉杆矩形钢管混凝土柱在往复荷载下的工作机理，并分析了核心混凝土截面应力分布及钢管与混凝土之间的接触应力，进一步提出了约束拉杆在塑性铰区的设置高度。（3）基于OpenSees平台，分析模拟了带约束拉杆方形和矩形钢管混凝土短柱的滞回曲线，分析了轴压比、钢管壁厚、钢管屈服强度、混凝土强度、约束拉杆间距、长细比及截面长宽比等参数对滞回曲线的影响规律

8、，采用参数拟合法并结合钢管混凝土恢复力模型的相关理论，建立了带约束拉杆方形和矩形钢管混凝土短柱的恢复力模型，确定了卸载刚度和滞回准则，提出的恢复力模型与试验结果吻合较好，并给出了恢复力模型的适用范围。（4）