现代竹结构钢套外露式柱脚承载性能数值分析

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1、分类号U443.4单位代码10618密级公开学号2120970043专业硕士学位论文现代竹结构钢套外露式柱脚承载性能数值分析研究生姓名：孙国超导师姓名及职称：王承启副教授申请专业学位类别工程硕士学位授予单位重庆交通大学论文提交日期2015年4月16日专业领域名称建筑与土木工程论文答辩日期2015年6月4日2015年6月10日NumericalAnalysisonBearingBehaviorofModernBambooStructureColumnBasewithExposedSteelJacketingADissertationSubmittedfortheDegreeo

2、fMasterCandidate：SunGuochaoSupervisor：AssociateProf.WangChengqiChongqingJiaotongUniversity,Chongqing,China重庆交通大学学位论文原创性声明本人郑重卢明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所联得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集化己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中ａ明确方式标明。本人完全意识到本芦明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：嫂風據日期：＞也年

3、（月日＾重庆交通大学学位论文版权使巧授权书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，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权重庆交通大学可将本学位论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采巧影印、缩印或扫描等复制手段保存和ｒ编木学位论文。同时授权中因科学技术信总研究所将本人学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并进行信息服务（包巧但不限于汇编、复制、发行、信息网络传播等），巧时本人保留在其他媒体发表论文的权利。、指导教师签名学位论文作者签名：击：＾辰＼吗嫁冰円期

4、：ｃｒ年《月円期：２０／Ｔ年（月？円＞本人同意将本学位论义提交至中国学术期刊（光盘版）电子杂志社ＣＮＫＩ系列数据库中全文发布，并按《中国优秀巧硕±学位论文全文数据库出版章程》规定享受相关权益。学位论文作者签名；指导教醒名：刖月：＞任年６月曰刖月；义始〔月９ａ＾摘要现代竹结构是一种以胶合竹材为主要建筑材料，以现代工程力学、试验学、工程抗震学等理论为基础的一种新型环保结构。柱脚是连接上部柱子和下部基础或承台的重要节点，它承载了结构上部荷载并将轴力、弯矩和剪力传递到基础或承台，柱脚不仅是决定底层钢柱稳定承载力的一个主要因素，同时也是直接关系到结构整体

5、的内力分布状况与变形性能。传统柱脚所用的钢筋混凝土材料太过耗能，且污染严重，所以使用新型环保材料现代竹结构应用在传统柱脚形式中正是本文的一个创新点。本文主要研究内容如下：首先，本文对柱脚的类型、特点、研究现状和设计准则进行了分析介绍。其次，本文采用有限元软件ANSYS作为柱脚承载力数值分析的主要工具。简述了柱脚模型各构件所采用的单元类型和柱脚模型的求解方法，并对有限元软件对其分析的有效性进行了验证。然后，本文使用有限元软件建立了以现代胶合竹为柱子，外部采用钢套管围绕，在套管四周设置加劲肋支承，并在套管底部延伸底板，在底板四个方向使用四颗锚栓将其固定在混凝土基础上的外露式柱脚

6、模型，并采用逐步加载的方式分别对其加载初期、中期和后期进行了对比分析。分析结果表明：柱脚模型主要为承压构件，而套管作为竹柱传递荷载的首要部位，底部容易出现因竹柱发生压碎而产生的挤压变形，而加劲肋的存在就极大的提高了柱脚模型的稳定性，总体而言，各个构件的相互作用是柱脚模型发挥正常作用的必要条件。最后，本文建立了11组柱脚模型，分别分析了加劲肋设置的方式、套管的高度和厚度变化以及加劲肋厚度的变化等对柱脚模型的受力性能产生的影响。分析结果表明：所以设置加劲肋是必要的，它的存在可在很大程度上提高柱脚节点的稳定性；套管高度的减小，会使套管、加劲肋和底板的受力范围变大，同时最大应力值处

7、的应力值减小幅度较大，所以，套管高度不宜过小；套管厚度的变化，同样会使套管、加劲肋和底板的受力范围发生变化，其中套管厚度变小时，会对柱脚的稳定性不利，所以套管的厚度应控制在一定范围内，不宜过小；与套管厚度变化的结果相似，加劲肋的厚度减小，同样会对柱脚模型的稳定性带来不利影响，而厚度加大虽然会加强整体模型的稳定性，但在现实中并不提倡，因此，加劲肋的厚度不宜过大也不宜过小。关键词：现代竹结构，外露式柱脚，钢套管，承载性能，数值分析IABSTRACTModernbamboostructureisanewtypeofenv