中空空间钢构架混凝土柱抗震性能试验研究.pdf

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1、分类号：TU398密级：公开档案号：2013-06-081402-49-029学号：1011031031硕士学位论文（2013届）论文题目：中空空间钢构架混凝土柱抗震性能试验研究研究生姓名吴昊指导教师姓名唐兴荣教授专业名称结构工程研究方向混凝土结构与组合结构理论及其应用论文提交日期2013年6月苏州科技学院硕士学位论文中空空间钢构架混凝土柱抗性性能试验研究硕士研究生：吴昊指导教师：唐兴荣教授学科专业：结构工程苏州科技学院土木工程学院二○一三年六月MasterDissertationofSuzhouUniversity

2、ofScienceandTechnologyExperimentalStudyonSeismicBehaviorofHollowConcretecolumnswithSpatialSteelFrameMasterCandidate:WuHaoSupervisor:ProfessorTangXingrongMajor:StructureEngineeringSuzhouUniversityofScienceandTechnologyCivilEngineeringCollegeJune,2013苏州科技学院学位论文独创

3、性声明和使用授权书独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名：日期：年学位论文使用授权书苏州科技学院、国家图书馆、中国科学技术信息研究所的《中国学位论文全文数据库》等国家有关部门或机构有权保留本人所送交论文的复印件和电子文档，允许论文被查阅和借阅。本人完全了解苏州科技学院关于收集、

4、保存、使用学位论文的规定，即：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其他复制手段保存汇编学位论文；同意学校在不以赢利为目的的前提下，用不同方式在不同媒体上公布论文的部分或全部内容。（保密论文在解密后遵守此规定）论文作者签名：日期：年月日苏州科技学院硕士学位论文摘要摘要由于组合结构不仅能兼有混凝土结构和钢结构两者的优点，而且能很大程度上提高结构的受力性能，因而被广泛使用。本文提出了一种新型的组合结构——中空空间钢构架混

5、凝土柱，即采用PVC-U管（或其他轻质管材、实心轻质材料等）作为内模，在空间钢构架混凝土柱中形成中空的空间。本文通过试验研究和有限元模拟探索其抗震性能。本文以轴压比、空心率、空心内模位置等为参数设计了6个中空空间钢构架混凝土柱试件和1个普通的空间钢构架混凝土柱试件，进行了低周反复荷载作用下的抗震性能试验研究，分析了各试件的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、位移延性、刚度退化、强度退化和耗能性能等抗震指标。试验结果表明，①在相同条件下，中空空间钢构架混凝土柱较实心空间钢构架混凝土柱能较显著的提高柱的抗震性能；②随着轴压比的

6、增大，中空空间钢构架混凝土柱的承载能力有所降低，抗震延性及变形性能同样有所减弱；③随着空心率的增大，中空空间钢构架混凝土柱的承载能力降低并不明显，但是其延性降低较快，合理的空心率是保证其抗震性能比较关键的因素。本文采用ABAQUS大型非线性有限元软件进行了试验验证与参数分析，以轴压比、空心率、配筋率和配箍率作为主要研究参数，分别进行了模拟。模拟分析表明，轴压比、空心率和配筋率是影响中空空间钢构架混凝土柱抗震性能最主要的因素。因此，应严格限制轴压比，选择合适的空心率，并按照需要合理的选择配筋率。在试验研究和模拟分析的基

7、础上，提出了中空空间钢构架混凝土柱的抗震设计建议。关键词：中空；抗震性能；试验研究；空间钢构架混凝土柱；有限元分析I苏州科技学院硕士学位论文AbstractAbstractThecompositestructureiswidelyusedforithasadvantagesbothofreinforcedconcretestructureandsteelstructureandalsoimprovemechanicalbehaviorofthestructurebyagreatextent.Iproposedanew

8、kindofstructurenamedhollowconcretecolumnswithspatialsteelframe.Inthiscolumn,IusePVC-Upipe(orotherlightpipes,lightmaterials)asinternalmodelforforminghollowsectioninconcreteco