l形钢骨混凝土异形柱受力性能的研究

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1、沈阳建筑大学硕士学位论文L形钢骨混凝土异形柱受力性能研究姓名：侯晓曦申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：徐亚丰2011-03硕士研究生学位论文摘要I摘要随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，人们对住宅建筑的舒适度、实用性等提出了更为苛刻的要求。钢筋混凝土异形柱结构与建筑使用功能以及美学较好的结合，如在异形柱中加入钢骨，能够提高柱承载力及抗震性能，可以有效地扩大异形柱的应用范围。钢骨混凝土异形柱不但有钢筋混凝土异形柱结构的突出优点，而且还兼有钢骨混凝土结构的特点，扬长避短。钢骨混凝土异形柱的发展前景广阔，具有重要的研究意义。本文在本课题组以往试验研究的基础上

2、，利用有限元ANSYS软件对不同含钢率的L形钢骨混凝土异形柱进行了轴压的模拟，在此基础上将L形钢骨混凝土异形柱与同截面形式的L形钢筋混凝土异形柱进行对比分析，又对不同长细比下的轴压试件、不同含钢率的单向偏压试件、不同偏心距下的单向偏压试件进行了模拟分析。以此来研究L形钢骨混凝土异形柱较钢筋混凝土异形柱的优越性，含钢率、长细比对L形钢骨混凝土异形柱轴压受力性能的影响，以及含钢率、偏心距对L形钢骨混凝土异形柱单向偏压受力性能的影响。利用MATLAB数值积分法编制了适用于计算L形钢骨混凝土异形柱正截面承载力的非线性程序，以分析各因素对构件承载力的影响规律和探讨实用设计方

3、法。在轴压作用下，构件的极限承载力随着含钢率的增加而增大；普通钢筋混凝土异形柱在加入型钢后承载力大幅度提高，且钢骨混凝土异形柱的破坏呈现出明显的弹塑性；在一定的研究范围内，长细比的变化对试件极限承载力的影响不明显，但极限荷载对应的位移随着长细比的增加而增大；不同含钢率的单向偏压试件破坏符合小偏心受压破坏的特征，验证了用ANSYS模拟的正确性和准确性；试件在单向偏压作用下的承载力随着偏心距的增大而减小，钢骨翼缘离加载点越近，变形越大。由非线性程序可知，在其它条件不变的情况下，构件的极限承载力随偏心距的增大而减小；随含钢率的增大而增大；随混凝土强度等级的提高而增大；随

4、肢长厚比的提高而增大；有翼缘的构件极限承载力比无翼缘时有所提高。最后，探讨了L形钢骨混凝土异形柱的实用设计方法，为工程应用提供理论依据。关键词：L形钢骨混凝土异形柱；受力性能；极限承载力；有限元；数值积分法硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractWiththedevelopmentofthenationaleconomyandtheimprovingofpeople’slivingconditions,peopleexpectmuchfromcomfortandpracticalityofresidentialbuildings.Reinforce

5、dconcretespecial-shapedcolumnstructurescombinebuildingfunctionwithaesthetics.Special-shapedcolumnjoinedinsteelwillraisethecolumnbearingcapacityandaseismicperformance,andcaneffectivelyexpandthescopeofapplicationofthespecial-shapedcolumns.Steelreinforcedconcretespecial-shapedcolumnshave

6、notonlyprominentadvantagesofreinforcedconcretespecial-shapedcolumnstructures,butthecharacteristicsofsteelreinforcedconcretestructures,fosteringstrengthsandcircumventingweaknesses.Steelreinforcedconcretespecial-shapedcolumnshavebroaddevelopmentprospectsandimportantresearchsignification

7、.L-shapedsteelreinforcedconcretecolumnsofdifferentsteelratiosunderaxialcompressionhavebeensimulatedbyfiniteelementANSYSsoftware,whichisbasedonthepreviousexperimentalstudyofourresearchgroup.Onthisbasis,thedifferencebetweenL-shapedsteelreinforcedconcretecolumnsandL-shapedreinforcedconcr

8、eteco