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异形柱框架结构本构关系建模与非线性全过程分析

张作鹏  
【摘要】:异形截面柱框架结构是近年来迅速发展起来的一种很有发展前景的新型结构体系。随着住宅建设的改革,异形截面柱结构体系必将得到更广泛的应用。因此,开展对于这种新型结构的研究,并研制出可供设计的CAD软件系统具有一定的理论意义和重要的实用价值。本文研究的课题是异形柱框架结构本构关系建模与非线性全过程分析。 本文在全面了解和研究现有钢筋混凝土本构模型的基础上,根据异形柱特点,建立一种适合于异形柱非线性全过程分析的本构模型。在此基础上,用一种不同于传统方法的新型数值分析方法对异形柱进行非线性全过程数值分析,得到了弯矩与曲率的关系曲线,建立了弯矩—曲率—轴力关系的数学模型。 在本文建立的弯矩—曲率—轴力关系数学模型的基础上,推导出同时考虑物理非线性和几何非线性的异形柱钢筋混凝土杆单元刚度矩阵。用此刚度矩阵对异形柱钢筋混凝土构件和异形柱钢筋混凝土框架结构进行了非线性全过程分析,编制了相应的计算机程序。在异形柱压弯构件的非线性分析中,用本文程序的计算结果与文献中的试验数据进行对比分析,理论与试验数据基本吻合。在异形柱钢筋混凝土框架结构的分析中,用本文程序的计算结果与通用分析软件ANSYS计算结果进行对比分析,两者计算结果基本一致。从而证明了本文所建立的模型与计算方法的正确性和适用性。 本课题得到湖南省建设科技项目(钢筋混凝土异形柱结构体系分析设计方法研究)的资助(湘建2002-576-50)。


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