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型钢高强混凝土柱数值模拟分析

段小雨  
【摘要】: 型钢高强混凝土是钢与高强混凝土结合的产物,是现代钢结构和混凝土结构发展的一个新方向。因为高层、超高层建筑结构底部柱子所受的轴向压力很大,如仍采用普通的钢筋混凝土柱,由于受到轴压比的限制,导致柱截面尺寸非常大,不仅影响使用功能,而且往往形成不利于结构抗震的短柱。大量试验表明,在型钢混凝土柱中,由于型钢分担了部分轴力,可以有效减小混凝土部分的轴压比,提高柱的抗震性能。因此,高强混凝土柱,特别是型钢高强混凝土柱在现代建筑中得到了较为广泛的应用。但目前对型钢高强混凝土框架柱的延性研究却相对较少。这主要是因为单靠积累试验研究数据来推导、总结型钢混凝土的受力和抗震等各项性能,不仅需要的经费数额庞大,而且周期很长。 有限元法作为一种通用的结构分析方法,可以模拟多种影响因素的变化对型钢高强混凝土结构性能的影响,提供大量的分析数据,为设计提供依据。为了探求更加经济合理的型钢高强混凝土柱抗震性能的研究方式,笔者参与试验并整理得到了型钢高强混凝土柱在不同轴压比下的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性系数、耗能指标以及强度衰减规律等,然后对同课题组成员的试验结果进行有限元分析,将“理论分析”和“有限元分析”相结合,以ANSYS有限元分析软件为基础,建立数值模型,结合试验数据对破坏形态、滞回曲线、骨架曲线等结果进行对比分析,通过与试验结果的对比分析,研究型钢高强混凝土柱在反复荷载下的抗震性能,初步得出了适合工程的轴压比限制建议值。


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