基于压弯构件的延性研究

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1、申请硕士学位论文压弯构件的延性研究学科、专业：研究生：指导教师：结构工程汪卓红童根树教授浙江大学建筑工程学院2007年5月摘要浙江大学硕士学位论文2007压弯构件的延性研究结构体系的延性对于建筑物的抗震性能有着至关重要的意义，通常采用延性系数来表示这一特性。延性的概念一般可以分为材料、截面、构件三个层次，即材料的延性主要表现在材料的。一e曲线方面，截面的延性主要体现在截面的M—o曲线方面，构件的延性主要表现在构件的p--A曲线(或M—e曲线)方面。此外，延性概念还涉及到节点延性和结构整体延性的层次，这两者的延性性能与构件的延性既有一定的关联

2、，又有一定的区别。而且，构件延性需要考虑的影响因素包含了材料延性、截面延性所考虑的因素。因此，研究构件的延性显得非常有意义。本文主要研究的是悬臂压弯构件(悬臂柱)在顶端处承受轴力和集中水平荷载时的延性性能，研究主要从三个方面进行。首先，通过Ansys建模与参数设置，对三种自选截面(I100×100XIOXlO、I100XIOOX15X15、I100XIOOX20×20)和三种常用截面(I姗250X250X9X14、HW300X300XlOXl5、Fff／400X400×13X21)柱进行了大量的计算分析，得到了各种截面柱在不同轴压比和长细比

3、下的F-u曲线图，并根据延性系数的定义，计算出各种情况下悬臂柱的延性系数，从而我们可以清晰地了解其延性性能。根据所得延性系数，本文提出了悬臂柱的延性分类公式，并对其进行了分类，即延性系数玎≥5，延性性能良好；延性系数玎<3，延性性能较差；延性系数3≤叩<5，延性性能一般。其次，分别对六种截面柱进行二阶弹性和二阶塑性的理论分析，得到了二阶弹性和二阶塑性分析方程，它们分别是二阶弹塑性分析的上限曲线。由理论分析得到的方程，结合Ansys有限元分析得到的F—u曲线图，我们可以验证Ansys有限元分析的正确性，并且在有限元分析结果不理想时，用以辅助确

4、定悬臂柱的延性系数。最后，根据简化数值积分法原理编写程序，程序计算结果合理，并且大大提高了计算效率。关键词：延性延性系数压弯构件二阶弹性二阶塑性摘要浙江大学硕士学位论文2007TheStudyoftheDuctilityofBeam．ColumnsABSTRACTTheductilityofstructuresystemisofimportanceofsignificancetoearthquakeresistanceofthebuildings，itisnormallyexpressedbyductilityfactor．Theconce

5、ptofductilityiscomposedofthreelevelsofmaterial，s(Wtionandmember．Specifically,theductilityofmaterialismainlydescribedintheo一￡C411"Veofmaterial,theductilityofsectionmainlyintheM—Ocurveofsection,andtheductilityofmembermainlyintheP一△(orM一9)ClU'VOofmember．Inaddition,theconcepto

6、fductilityisalsorelatedtothelevelsofjointandframe,theductilityofthesetwolevelsisnotonlyassociatedwiththeductilityofmember,butalsohasdifferencewithit．Furthermore,theinfluencingfactoroftheductilityofmemberinvolvestheinfluencingfactoroftheductmtyofmaterialandsection．Therefore

7、,thestudyoftheductilityofmemberisofsignificance．他articlemainlystudiestheductilityofcantileverbenin-columns(cantilevercolurans)whicharcloadedbyaxialforceandconcentrativehorizontalforceatthetop．Thestudyisdividedintothreeparts．Firstly,thisarticlecomputesandanalysescantileverc

8、olumnsofthreeself-selectedsections(1lOOxIOOxlOxl0、li00x100xlSxl5、IlOOxl00x20x20)andthreep