浅论钢骨—钢管混凝土柱分析方法研究

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1、湖南大学硕士学位论文钢骨—钢管混凝土柱分析方法研究姓名：刘文竞申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：何益斌20070403硕士学位论文摘要随着超高层建筑的发展对建筑物底部大空间的要求及重载结构的要求，使得柱承担的轴力越来越大，而建筑物承重柱的设计是关系到建筑物在大震下是否倒塌的关键，这就要求在重载条件下，柱不但要有足够的强度而且应有较好的延性。本文在综合考虑了钢管混凝土柱、型钢混凝土柱、外包钢混凝土柱等组合柱的优缺点后就一种新型的组合柱形式—钢骨－钢管混凝土柱形式研究其承载力及受力机理。这种柱是在钢管

2、混凝土中在置入钢骨，通过钢管、钢骨和混凝土三者的协同作用，达到提高柱的承载力、延性以及耐火性能的目的。由于钢骨－钢管混凝土柱承载力计算公式可以建立在钢管混凝土柱的基础上，本文首先从国内外几部典型规程的比较出发，对八部典型规程关于钢管混凝土柱参数、承载力计算公式建立的方式和特点进行了详细的比较分析，并对规程公式的计算结果与收集到的试验数据进行了深入的比较分析。然后，利用ANSYS有限元分析软件，得出钢骨－钢管混凝土轴压短柱的荷载－位移全过程曲线，并探讨了钢骨－钢管混凝土轴压短柱在极限状态下钢管、钢骨和核心混

3、凝土三者的受力机理。接着，本文在前面规程比较分析结果的基础上，采用中国《钢管混凝土结构设计与施工规程》(JCJ01-89)规程和中国《钢管混凝土结构设计与施工规程》(CECS28：90)公式建立的理论，建立了钢骨－钢管混凝土轴压短柱的承载力计算公式，而对于核心混凝土的三轴受压约束状态，采用考虑中间主应力效应的双剪统一强度理论来考虑。同时，通过数学推导得到计算轴压长柱承载力的计算公式。最后，通过荷载－位移全曲线建立了钢骨－钢管混凝土柱的轴压刚度计算公式。关键词：钢骨－钢管混凝土柱；有限元；双剪统一强度理论；

4、轴压刚度I钢骨－钢管混凝土柱分析方法研究AbstractWiththedevelopmentofhigh-riseandlong-spanbuildings,columnshavetobearhigherandhigheraxialload.Andbecausethedesignofthecolumnsisthekeypointtopreventthecollapseofbuildingsinstrongearthquakes,sothecolumnsarerequiredtohavehighstreng

5、thaswellashighductility.Basedonthesummaryaboutthepresentresearchonsteelreinforcedconcretecolumns、concrete-filledsteeltubularcolumnsandsteeleccasedconcretecolumns,anewtypeofcompositecolumn-steeltubularcolumnfilledwithsteel-reinforcedconcreteisstudiedinthis

6、paper.Inthistypeofcompositecolumns,steelsectionisinsertedintoconcrete-filledsteeltubularcolumn.Throughtheinteractionamongsteeltubular、steelsectionandconcrete,thecolumnwillhavehigherbearingcapacity、higherductilityandfire-resistantperformance.Becausetheform

7、ulaeusedforpredictingtheultimatebearingcapacityofthenewtypecolumncouldbaseonconcrete-filledsteeltubularcolumns,thispaperstartswiththecomparationamongeightcodes.Atfirst,Designmethodsandparametersofconcrete-filledsteelcolumnsindifferentcodesareintroducedres

8、pectivelyinthispaper.Andthecalculatingresultsofthesecodesmethodsarecomparedwithcollectedtestdata.Then,foundedonreasonableconstitutiverelationshipofmaterial,obtainstheload-displacementcurvesofshortcompositecolumnsubj