浅谈低周反复荷载下预压型钢混凝土柱数值模拟和非线性分析

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1、长沙理工大学硕士学位论文低周反复荷载下预压型钢混凝土柱数值模拟和非线性分析姓名：张涛申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：陈浩军20090401摘要实际震害和工程抗震研究成果均表明，为使结构具有良好的抗震性能，应该使相应构件具有较大的变形能力，防止由于构件特别是竖向承重构件柱发生脆性破坏而导致结构倒塌。大量研究表明，轴压比是影响柱受力性能及抗震承载力的最重要的因素。随着轴压比的增加，柱的变形能力将大大减弱。因此减小混凝土轴压比是改善钢筋混凝土柱抗震性能的有效措施。预压型钢混凝土柱就是充分利用组合结构的特点，通过两期施工，

2、使型钢承担了尽量多的轴力，减小外围混凝土的轴压比，从而使外围混凝土受压区边缘的初始压应变相应减小，其达到极限压应变的过程得以延长，因而预压型钢混凝土柱具有良好的延性和抗震性能。本文在进行预压型钢混凝土柱抗震性能研究过程中，采用ANSYS有限元软件建立了预压型钢混凝土柱实体模型，通过混凝土强度等级、轴压比(n)、预压比(m)等影响因素变化进行柱的抗震分析，得到了对比结果。结果表明采用合理的预压比(m)，柱的滞回曲线更加饱满，滞回环的面积更大，预压型钢混凝土柱的延性和抗震性更好。本文通过对普通钢筋混凝土轴压比限值的推导过程分析，

3、计算推导了预压型钢混凝土柱的轴压比限值。正确地建立构件的恢复力模型，反映其在低周反复荷载作用下的主要受力特征，对于结构整体的抗震分析具有十分重要的实际意义。本文提出了预压型钢混凝土柱三线性恢复力模型，计算推导了模型相关参数。对进一步研究预压型钢混凝土结构体系的动力反应奠定了必要的基础。综上表明本文研究预压型钢混凝土柱的抗震性能具有重要的学术意义和应用价值。关键词：预压型钢混凝土柱滞回特性轴压比预压比有限元ABSTRACTTheearthquakedamageandaseismaticengineeringresearchha

4、sshownthatstnlcturewithwellearthqukeresistantperf0珊ance，componentsshouldhaVealargerdefbnTlationcapacitytopreVentstllⅡcturecollapsinginresultOfbrittleftactureOfpe叩endicularbearingmembers．A伊eatdealOf柚alysisandrcsearChindicatesthata)【ialcompressiOnisthemostimponantfac

5、tOftoeffectmechanicalbehavioraIldasemicloadbearingcapacityofcolumn．WiththeincreaseOfaxialcompression，thedefo册ationcapacityOfcolumnswillbe伊eatlyweakened．Therefore，decrcasingaxialcompressionisanef!I’ectiVemeasuret0impr0VetheaseismicbehaViorOfreinforcedconcretecolumn．

6、Precompressedsteelreinforcedconcretecolumnstal【efulladVantageofthecharacteristicsofcompositestmctures，throu曲twostepsofconstruction，inreasingthebearingaXialforcesOfsteel，decreasingthea)(ialc：ompressionI。atioofexteriorconcrete．sothattheinitialcDmpressionstrainOftheed

7、geofexteriorconcretecompressedzoneisdecreased，theprocessofreachingthelimitsOfcompressiVestrainwillbeextended．ThereforeprecompressedsteelreinforcedconcretecolumnshavegooddefonIlationpropeny柚deanhquakeresistaIltpe响nnance．InresearchingtheeanhquakeresistaIltpe—’o珊aIlce

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