试析复杂截面型钢-砼组合柱的设计与分析

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1、浙江大学硕士学位论文复杂截面型钢-砼组合柱的设计与分析姓名：钟建海申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：陈水福2003.2.1浙江夫学硬士学褴论文复杂}截嚣犁钢一娃组合的设计与分析复杂截面型钢．硷组合柱的设计与分析摘要、，f型钢．混凝土柱是钢．混凝土组合结构中的主要受力构件。目翦国内外研究者＼。主要针对配置对称结构钢的矩形截面组合柱，进行了较大量的试验与理论研究，提出了～些简化设计公式及计算机分析方法，但对复杂截面组合柱尚没有建立起有效的设计与分析方法。本文的主要目的是建立～种可用于各类规则和不规则截面组合柱的通用计算枫分析方法，并利用该方法对现有的一些简化设计公式进行比较

2、和评估。p}本文酋先根据几个合理的计算假定，建立了一种基于数值迭代的计算机方法，并编制了相应的可视化计算机程序。应用该计算机方法，裁厕上的混凝土内力采用精确的积分方法求得，结构钢与钢筋盼内力则由纤维元方法计算，瓶最终的非线性代数方程组由分离变量的拟Ncwton-Raphson迭代方法求解。利用该方法及相应的计算机程序对几个不同截面形式的组合柱进行了截面设计和承载力确定，截蘧承载力计算结果还与试验结果进行了比较，发现两者有较好的吻合。在此基础上，利用计算桃程序对国内两个组合柱设计规程，建设部颁布豹《型钢混凝土组合结构技术规程》(JOJ138。2001)和冶金部颁布的《钢骨混凝士结

3、构设计规程》(YB9082．97)中建议的配置对称结构钢的矩形截面型镶．砼柱的简化设计方法进行了分析和评估，获褥了～些对工程设计有价值的结论和建议。同时基于承载为叠加的概念，提啦了配置工字型和籍型结构钢的圆形截面组合柱，，’_-__-__I；；=；；；__’_。掣在单向和双向偏压荷载下的承载力简化计算公式，通过与精确的计算机数值迭代方法的比较发现，当荷载偏心较小时该简化计算公式其有足够的准确度，能够满足工程应用的要求。少关键词：组合结构f型钢．砼构件f型钢．砼组合柱；结构设计；承载力分析浙江大学颂士学位论文复杂截躐型钢一砼组合的设计与分析DESIGNANDANALYSISOFA

4、RBITRARIIⅣSHAPEDSTEEL，CoNCTRETECoMpOSlTECOLUMNSABSTRACTConcrete--encasedcompositecolumnsaretheimportantload-—bearingelementsinmanysteel—concretecompositestructures．111ebehaviorandstrengthofcompositecolumnsofrectangularcross—sectionwithdollblysymmetricstructuralsteelhavebeen、砘deIyexaminedbydo

5、mesticandoverseasresearchersthroughexperimentalandtheoreticalways．Manysimplifieddesignequationsandcomputer-basedanalysismethodshavebeenproposed。However,theanalysisanddesignproceduresforcompositecolumnsofcomplexcrosssectionsarestillnotavailable．TheaimsofthispaperaretOdevelopageneralcomputer-b

6、asedanalysismethod,whichissuitableforanycompositecolumns诫也eitherrecurorirregularcrosssectionsandmeanwhiletoevaluatesomeexistingsimplifieddesignequationsusingthisproposedmethod．Inthispaper勰iterativecomputer-basedanalysismethodisfirstproposedandthecorrespondingvisualizedcomputerprogramisdevelo

7、ped。Theproposedmethodw躯basedonseveralreasonableassumptionsincludingthatplanesectionsbefore&formationremainplaneafterdeformation。Inthismethodthestressresultantsofconcreteinthecrosssectionareevaluatedbyaccurateintegratingmethodandtheresultantsofstruc