型钢混凝土巨型柱的数值模拟分析

型钢混凝土巨型柱的数值模拟分析

作者:师大云端图书馆 时间:2020-05-24 分类:硕士论文 喜欢:2721
师大云端图书馆

【摘要】现代高层建筑发展的趋势是不断出现超高层和巨高层建筑(megatall).由于巨型结构体系不仅满足建筑在高度上的要求,同时满足了大空间、大开口的特殊使用需要,所以在超高层和巨高层建筑中被广泛采用。巨型柱作为巨型结构体系中主要的竖向与水平受力构件,其受力性能的不同表现将影响巨型结构的整体效应。巨型柱按材料可划分为:①钢筋混凝土巨型柱;②型钢混凝土(SRC)巨型柱;③钢管混凝土巨型柱;④钢巨型柱。本文以矩形截面的SRC巨型柱为研究对象,通过有限元数值模拟对其受力性能进行分析,并提出关于巨型柱的一些设计建议。SRC巨型柱相对于普通框架柱的不同主要有:①比普通框-筒结构中的框架柱承担更大比例的倾覆力矩和楼层剪力。②为减小尺寸及保证延性,通常采用高强混凝土和高强箍筋。③计算长度通过稳定分析确定,不同工程存在差异。④型钢布置形式及截面箍筋形式更为多样。⑤因尺寸巨大,一般试验室无法进行反映巨型柱尺寸效应和截面应变特征的构件试验。论文主要研究和内容包括:(1)分别采用ABAQUS和OpenSEES软件,分析了轴压比、混凝土强度、含钢率、剪跨比、配筋率、配箍率等六个因素对SRC巨型柱受力性能的影响。指出了这些因素在设计中的注意事项及其合理取值范围。(2)采用基于现行规范的计算方法和截面法分别计算了SRC巨型柱的最大水平承载力,并与ABAQUS和OpenSEES计算结果对比,分析不同方法的特点及方法间的误差。(3)引入参数对混凝土进行尺寸效应的修正。指出在巨型柱设计中尺寸效应对构件强度、刚度和塑性的影响不可忽略,应予以重视。(4)探讨不同型钢布置形式对于SRC巨型柱强弱轴受力性能的影响。提出型钢布置时应注意的问题。(5)探讨了巨型柱中平截面假定成立的条件,并且提出平截面假定不成立时截面应变的修正方法。通过研究表明,巨型柱有不同的受力特点,工程设计中应采取相应的计算方法和措施。
【作者】颜家胜;
【导师】石建光;
【作者基本信息】厦门大学,结构工程,2014,硕士
【关键词】SRC巨型柱;截面应变分布;尺寸效应;构件设计;数值模拟;

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