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T形钢管混凝土组合柱试验研究及有限元分析

饶炜  
【摘要】: 异形钢管混凝土柱(T形、L形、十形)能够避免房间出现棱角,有利于建筑空间的利用,同时又兼备普通钢管混凝土柱承载力高、抗震性能优越、施工方便的优点,因此具有良好的应用前景,受到国内外学者的广泛关注。但是目前对异形钢管混凝土柱的研究仅限于受力性能的研究,在抗震性能方面的研究比较少见。本文依托2008年武汉市建设科技攻关项目“异形钢管混凝土柱的抗震性能研究”(编号:40)和2008年度湖北省建设科技研究(开发)项目“异形钢管混凝土组合柱的抗震性能研究”(编号:44),提出了改进的T形钢管混凝土柱,并对6根T形钢管混凝土柱的抗震性能进行了试验研究和有限元分析。其研究成果将为《异形钢管混凝土结构技术规程》的编制提供参考依据,同时对促进异形钢管混凝土结构的进一步推广应用具有重要的现实意义。 本文研究内容主要包括以下几方面: (1)在查阅国内外大量文献和实地调研的基础上,提出了改进的T形钢管混凝土柱,并设计制作了6根构件,进行低周反复荷载作用下的抗震性能试验,对实验结果进行了深入分析。 (2)运用大型有限元软件ABAQUS对6根T形钢管混凝土柱的抗震性能进行模拟分析,并将有限元结果与试验结果进行深入对比。 (3)结合“正交试验法的原理”,设计了4因素3水平的正交表,通过ABAQUS模拟计算,研究轴压比、混凝土强度等级、钢管厚度、截面类型对T形钢管混凝土柱极限承载力和抗震性能的影响程度,并探讨了因素水平变化对指标的影响。


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