火力发电厂主厂房结构中矩形截面钢管约束钢筋混凝土超短柱抗震性能研究

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1、硕士学位论文火力发电厂主厂房结构中矩形截面钢管约束钢筋混凝土超短柱抗震性能研究RESEARCHONSEISMICBEHAVIORSOFRECTANGULARTUBEDREINFORCEDCONCRETEULTRA-SHORTCOLUMNSOFTHERMALPOWERPLANTS张畅哈尔滨工业大学2015年7月国内图书馆分类号：TU398.9学校代码：10213国际图书馆分类号：624密级：公开工学硕士学位论文火力发电厂主厂房结构中矩形截面钢管约束钢筋混凝土超短柱抗震性能研究硕士研究生:张畅导师:王伟教授申请学位:工学硕士学科:结构工程所在单位:土木工程学院答辩日期:2015年7月授

2、予学位单位:哈尔滨工业大学ClassifiedIndex：TU398.9U.D.C：624DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONSEISMICBEHAVIORSOFRECTANGULARTUBEDREINFORCEDCONCRETEULTRA-SHORTCOLUMNSOFTHERMALPOWERPLANTSCandidate：ZhangChangSupervisor：Prof.WangWeiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：Structura

3、lEngineeringAffiliation：SchoolofCivilEngineeringDateofDefense：July,2015DegreeConferringInstitution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要在现代的大型火电厂的钢筋混凝土主厂房结构中，由于装机容量大，为承受较大的竖向荷载，使结构的梁、柱具有很大的截面高度，加上厂房结构为了满足工业流程的要求，常常会产生错层从而在局部形成剪跨比小于1.5的超短柱。由于超短柱和普通框架柱相比，其抗侧刚度大，在地震作用下可能承受较大水平荷载，同时超短柱的变形能力

4、较差，容易发生剪切破坏，从而影响结构的抗震性能。对方形和圆形的钢管约束钢筋混凝土的试验研究表明，其在高轴压比、小剪跨比下仍然具有较好的延性。据此，本文将一具体火电厂房的设计方案进行了改进，对在厂房结构中出现的矩形截面超短柱进行了模型试验的研究，通过数值试验和模型试验分析了试件在低周往复荷载作用下的承载力，并对有矩形截面钢管约束钢筋混凝土超短柱的厂房结构进行了有限元分析，具体工作如下：（1）制作了一个1:2.5的矩形截面矩形截面钢筋混凝土超短柱，通过分析其滞回曲线、刚度退化、能量耗散和变形能力等参数，讨论了它的抗震性能。（2）利用Abaqus建立了能反映构件承载力的有限元模型，并对矩

5、形截面钢管约束钢筋混凝土超短柱进行了参数分析，对比分析了宽厚比、加载方向、混凝土强度和配箍率等因素对试件承载力的影响。（3）建立了火力发电厂主厂房结构的有限元模型，对其地震反应进行了分析，同时分析矩形截面钢管约束钢筋混凝土对结构地震反应的影响，为合理的设计提供了依据。关键词：矩形截面；钢管约束钢筋混凝土；超短柱；地震反应；有限元-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractInthereinforcedconcretestructureofmodernlarge-scalethermalpowerplants,duetothelargeinstalledcapacity,co

6、lumnsandbeamsusuallyhavelargecross-sectionheighttocarryheavyverticalloads.Besides,withtherequirementsofindustrialprocesses,ultra-shortcolumnswithshearspanratiolesssthan1.5wereformedinpartsofthestructues.Comparingwiththecolumnsofgeneralframestructure,untra-shortcolumnshavebiggerlateralstiffness

7、andworseductility.Meanwhile,untra-shortcolumnsmaycarryhigherlevelofhorizontalforcesunderearthquakeaction.Whatmentionedabovewillaffecttheseismicperformanceofthewholestructure.Experimentalresearchonthesquareandcirculartubedconfinedreinfor