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异形型钢混凝土柱受力性能的试验研究及有限元分析

李蕊  
【摘要】: 近年来国内型钢混凝土与异形柱结构的应用日渐广泛,大量的研究成果已经证明了这两种结构体系的优点和适用性。作为这两种结构体系的结合,即异形型钢混凝土柱结构体系,具有这两种结构的优越性,同时较一般钢筋混凝土异形柱结构体系可明显提高延性和刚度,应用前景很好。展开这一方面的研究,既有理论意义又有实用价值。 本课题以青岛万邦中心1#楼外框筒采用的异形型钢混凝土柱为研究背景。通过模型试验研究、理论研究和对相关文献的总结,探讨了这种异形型钢混凝土柱的破坏机理、承载力性能、以及相关参数对构件承载力的影响等问题。 首先,通过对异形型钢混凝土柱的模型试验研究,考察了这种组合柱在不同轴力和水平力组合作用下的承载力和破坏机理。试验结果还表明构件承载力满足结构设计要求。 其次,利用大型有限元软件ANSYS,建立这种异形型钢混凝土柱的组合式有限元模型,并进行非线性分析。通过计算得到组合柱的极限承载力以及混凝土、型钢的应力应变发展,并将计算结果与试验结果进行比较。计算结果与试验结果误差不大,说明所选择的有限元模型是合理的,进而可利用有限元分析进行更为深入的分析。 再次,分析异形型钢混凝土柱在压弯受力状态下,混凝土强度、箍筋间距、含钢率和轴压比等因素对构件受力性能的影响,并绘出构件的N-M承载力相关曲线。


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