基于型钢混凝土压弯构件试验研究及数值计算

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1、中国建筑科学研究院硕士学位论文型钢混凝土压弯构件试验研究及数值计算姓名：陈才华申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：王翠坤20070601中国建筑科学研究院硕+学位论文摘要型钢混凝土组合结构因其良好的抗震性能和受力性能，在高层建筑中得到日益广泛的应用。从已有的文献资料来看，对型钢混凝土柱的研究多集中于剪切破坏为主的短柱上，对以弯曲破坏为主的型钢混凝土长柱的研究较少。本文通过对18根剪跨比为4．23的型钢混凝土柱进行低周反复荷载试验，研究型钢混凝土压弯构件的抗震性能。分析了试验构件的破坏形态、滞回曲线、骨架

2、曲线、延性系数和耗能能力，并探讨了轴压比和配箍率对型钢混凝土压弯构件抗震性能的影响。试验结果表明型钢混凝土压弯构件具有良好的延性和耗能能力，并且延性和耗能能力随轴压比增大而减小，随配箍率增大而增大。在试验数据的基础上，拟合了不同轴压比条件下型钢混凝土压弯构件延性与体积配箍率的关系式。足够的型钢埋深是型钢混凝土压弯构件J下常工作的必要条件，通过试验比较了不同型钢埋深比试件的受力性能和抗震性能。根据试验结果，建议型钢混凝土压弯构件柱脚最小埋深取2．5倍型钢截面高度。利用通用有限元程序ABAQU$对试验构件进行了非

3、线性有限元分析，介绍了从选择材料模型、建立几何模型、划分单元、施加荷载到求解计算各个步骤，并对有限元分析结果与试验结果进行了比较，分析结果与试验结果一致。基于平截面假定和材料纤维模型，利用截面条带法编制了计算程序，对试验构件进行了单调荷载作用下的全过程计算，得到构件的弯矩一曲率曲线和荷载一位移曲线，计算结果与试验结果基本吻合。【关键词】型钢混凝土柱；抗震性能；延性；配箍率；埋深；有限元分析中国建筑科学研究院硕士学位论文ABSTRACTSteolReinforcedConcrete(SRClisanewstru

4、cturesystemdevelopedfromsteelsWactureandconcretestructure．Itiswidelyusedinhigh-risebuildingsforfavorableseismicbehaviorandmechanicalbehaviors．Accordingtotheknownreference，researchesonSRCcolumnsmaiflyfocusontheshortcolumnswiththefailuremodeofshearing,andthel

5、ongcolumnswiththefailuremodeofbendingareneglected．TostudytheseismiebehaviorOfSRCcompression·bendingmembers．eighteenSRCcolumnswiththespanratioof4．23aretestedunderlowcyclicreversedloading．Byanalyzingthefailurepatterns，hysteresisloops，skeletoncurves，ductilityc

6、oefficientsandenergydissipationcapacityofsuchmembers，themfluenceofaxialcompressionratioandstirrupratioonseismicbehaviorofSRCcompression-bendingmembersarediscussed．TheexperimentalresultsindicatethattheSRCcompression．bendingmembersexhibitfavorableductilityand

7、energydissipationcapacity,whichdecreasewhenincreasingtheaxialcompressionratioandinc他asewhenincreasingthestirrupratio．Base．onthetestdata,theinterrelatedformulabetweenductilityandstirrupratioofSRCcompression．bendingmembersunderdifferentaxialcompressionratioar

8、eputforward．AnadequateembeddeddepthiSneededfortheSRCcompression．bendingmemberstowork．ThemechanicalbehaviorandseismicbehaviorofSRCspecimenswithdifferentembeddeddepthagecomparedbythetest．Accordingtothete