空腹式型钢混凝土异形柱中框架拟静力试验及有限元分析

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1、空腹式型钢混凝土异形柱中框架拟静力试验及有限元分析薛建阳1，高亮1，刘祖强1，赵鸿铁1，葛鸿鹏2(1．西安建筑科技大学土木工程学院，陕西西安710055;2．中国建筑西北设计研究院有限公司，陕西西安710018)摘要:通过1榀缩尺比为1/2.5的两跨三层的空腹式型钢混凝土(SRC)异形柱中框架在水平反复荷载作用下的试验研究，获得其荷载-位移滞回曲线及最终破坏形态，分析其结构延性、层间位移角及耗能性能。结果表明，空腹式SRC异形柱中框架滞回曲线饱满，弹塑性层间变形能力强，延性及耗能能力良好。基于试验研究结果，采用ABAQUS软件对该结构进行了非

2、线性有限元分析，研究空腹式SRC异形柱框架的承载力、刚度退化以及出铰机制。有限元分析得出的结果与试验实测结果吻合较好;在此基础上对该结构进行参数分析，研究轴压比、混凝土强度、型钢屈服强度、柱肢高肢厚比、梁柱线刚度比以及梁柱屈服弯矩比等参数对其力学性能的影响。结果表明:增大混凝土强度、柱肢高肢厚比、梁柱线刚度比以及梁柱屈服弯矩比，能够提高结构的水平承载力和弹性刚度，但对结构延性的影响不大;随着轴压比和型钢屈服强度的增大，结构弹性刚度均变化不大，但增大轴压比，结构水平承载力和延性均降低，增大型钢屈服强度，能够同时提高结构水平承载力和延性。关键词:

3、型钢混凝土;异形柱框架;空腹式配钢;拟静力试验;有限元分析;参数分析中图分类号:TU398.9TU317.1文献标志码:AQuasi-statictestandfiniteelementanalysisonlatticesteelreinforcedconcretemiddleframewithspecial-shapedcolumnsXUEJianyang1，GAOLiang1，LIUZuqiang1，ZHAOHongtie1，GEHongpeng2(1．CollegeofCivilEngineering，Xi’anUniversityof

4、Architecture＆Technology，Xi’an710055，China;2．NorthwesternArchitecturalDesignInstitutesCo．，Ltd，Xi’an710018，China)Abstract:Basedontheexperimentalstudyona1/2.5-scaledmodeloftwo-bayandthree-storymiddleframeconsistingofreinforcedconcretebeamsandlatticesteelreinforcedconcrete(SRC)

5、special-shapedcolumnsunderlowcyclicreversedloading，theload-displacementhystereticloopsandthefinalfailuremodeofthestructurewereobtained．Theductility，inter-storydriftandenergydissipationofthestructurewereanalyzed．Theresultsshowthatthehystereticloopsareinaplump-shape，thecapaci

6、tyforelastic-plasticinter-storydeformationishigh，andtheductilityandenergydissipationofthestructurearegood．Basedonthepreviousexperimentalstudy，nonlinearfiniteelementmodelswereusedtoanalyzethemechanicalpropertiesofthestructureusingABAQUS．Theload-displacementcurves，stiffnessde

7、gradationandsubsequenceofplastichingeswereinvestigated．Thefiniteelementanalysisresultsagreewiththeexperiments．Parametricanalysisofthestructurewascarriedoutbasedonthetheoreticalanalysis．Theaxialcompressionratio，concretestrength，yieldstrengthofsteel，limbheight-thicknessratio，

8、stiffnessratioofbeamtocolumnandyieldbendingmomentofbeamtocolumnwereallconsideredas