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钢管混凝土框架柱计算长度研究

王凤  
【摘要】:钢管混凝土结构具有良好的力学性能和施工性能,在国内外高层、超高层建筑及大跨度拱桥中得到了广泛的应用。我国现行的钢管混凝土结构设计规程中规定对于计算长度取值参照钢结构设计规范。因此,给出一个简单、实用、合理的钢管混凝土设计方法,是工程实践中亟待解决的问题。 基于以上原因,本文分别采用解析法和有限元分析法对钢管混凝土框架柱的计算长度进行了分析研究,具体工作如下: (1)引入钢管混凝土柱组合刚度计算公式,并给出了推导钢管混凝土框架柱计算长度系数公式的基本假定,参考钢框架计算长度系数公式推导思路,采用三柱子框架模型,分别推导了有侧移和无侧移钢管混凝土框架柱计算长度系数方程式。 (2)利用ABAQUS有限元软件,建立了钢管混凝土框架模型,并进行了模型验证。在此基础上,选取有侧移和无侧移钢管混凝土框架的有限元简化分析模型,并对其进行非线性屈曲分析,得到简化模型的屈曲临界荷载,带入欧拉公式反算出柱计算长度系数。改变模型的梁截面及跨度,建立不同梁柱线刚度比的钢管混凝土框架简化模型,并进行非线性屈曲分析,得到钢管混凝土框架柱计算长度系数表。对表格中数据进行回归分析,得出有侧移和无侧移钢管混凝土框架柱计算公式。 (3)通过对不同层数、跨数的钢管混凝土框架的线性和非线性屈曲分析,分析了层数和跨数对钢管混凝土框架柱计算长系数的影响。建立不同梁柱节点连接刚度的钢管混凝土框架简化模型,并进行线性和非线性屈曲分析,得到了梁柱半刚性连接对钢管混凝土框架柱的影响规律。


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