复式钢管混凝土轴压及抗震性能有限元分析

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1、分类号:U44，U4510710-2013221026专业硕士学位论文复式钢管混凝土轴压及抗震性能有限元分析刘永超导师姓名职称高小育讲师孙杰高工专业学位类别申请学位类别硕士建筑与土木工程及领域名称论文提交日期2015年4月25日论文答辩日期2015年5月31日学位授予单位长安大学FiniteElementAnalysisonAxialCompressionandSeismicBehaviorsofMultibarrelTube-ConfinedConcreteADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCa

2、ndidate：LiuYongchaoSupervisor：LecturerGaoXiaoyuChang’anUniversity,Xi’an,China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研宄工作所取得的成果。除论文中己经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：年女月％日论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以

3、任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。(保密的论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：年了月乂日导师签名：年了月4日摘要近几十年来，各式钢管混凝土由于具有优越的力学性能，被广泛地应用于建筑、桥梁等工程领域，并且取得了令人满意的经济效益。其中，中空夹层钢管混凝土具有诸多新的特点和广阔的应用前景，但是其破坏形态主要表现为钢管的局部屈曲。为了提高钢管抵抗局部屈曲的能力，在内外钢管之间设置纵向加劲肋，加劲肋与内外钢管均进行焊接，是对中空夹层钢管混凝土

4、的改进，构成了一种新型复式钢管混凝土，具有一定合理性。但是目前很少见到针对此种构件的研究。为此，本文以通用有限元软件ABAQUS作为分析平台，建立合理准确的分析模型，初步研究了此种复式钢管混凝土的轴压性能和抗震性能。具体研究内容及结论如下：1.合理选取钢材和混凝土的本构关系及单元类型，合理设置各项参数，建立轴压构件分析模型，并且对有限元分析方法的可靠性进行了验证，进一步对构件的轴压性能进行了分析。发现与普通中空夹层钢管混凝土相比，带肋复式钢管混凝土的变形特性有明显改善，承载力及延性有明显的提高。2.系统地分析了空心率、钢管强度及尺寸、混凝土强度等

5、参数对构件轴压承载力的影响规律，并提出了轴压承载力计算公式，发现由公式得出的承载力与有限元分析值以及试验值吻合较好。3.建立构件在单调水平荷载作用下的分析模型，对构件的受力全过程进行了分析，并且系统地研究了轴压比、长细比、空心率、钢材及混凝土强度等参数对P-Δ曲线的影响规律，为进一步提出此类构件骨架曲线的计算模型奠定了基础。4.建立构件在往复水平荷载作用下的分析模型，研究了构件的滞回性能，发现其刚度退化特性、变形及耗能能力均优于普通中空夹层钢管混凝土。关键词：复式钢管混凝土；加劲肋；轴压性能；抗震性能；有限元分析IAbstractInthepas

6、tseveraldecades,allkindsofconcrete-filledsteeltubeshaveobtainedwidespreadapplicationbecauseoftheirexcellentmechanicalproperties.Theapplicationsuchashigh-risebuildingsandbridgeshasachievedsatisfactoryeconomicbenefits.Especially,theconcrete-filleddoubleskinsteeltubes(CFDST)have

7、manynewcharacteristicsandbroadapplicationprospects,howeverthephenomenonoflocalbucklingofsteelpipealwayscanbefoundwhenthecolumnsfail.Inordertoimproveitsabilityofresistingthelocalbuckling,alongitudinalribisweldedbetweentheinternalandexternalsteeltube,whichisanewtypeofmultibarre

8、ltube-confinedconcrete.Howevertherearelessstudyonthistubecanbefound.