H型鋼混凝土柱復(fù)合受扭性能試驗(yàn)研究與有限元數(shù)值模擬.pdf

1、型鋼混凝土(Reinforced Steel Concrete,簡(jiǎn)稱SRC)不規(guī)則結(jié)構(gòu)中的角柱，在水平地震作用下受到扭轉(zhuǎn)作用，構(gòu)件往往處于壓（或拉）彎剪復(fù)合受扭狀態(tài)，受力機(jī)理比較復(fù)雜。此類構(gòu)件的承載力與常規(guī)的壓（或拉）彎剪構(gòu)件相比較低，降低了結(jié)構(gòu)整的體可靠度。目前國內(nèi)兩部型鋼混凝土結(jié)構(gòu)規(guī)程均未給出SRC構(gòu)件的受扭承載力計(jì)算公式及相應(yīng)設(shè)計(jì)方法。國外除日本規(guī)范按疊加法計(jì)算外其余各國規(guī)范均很少涉及SRC構(gòu)件受扭計(jì)算，基于上述研究現(xiàn)狀，本文采用

2、試驗(yàn)研究、理論分析與有限元數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法，對(duì)H型鋼混凝土柱復(fù)合受扭展開以下研究工作：
　　1、進(jìn)行了六根H型鋼混凝土柱在低周反復(fù)荷載作用下的復(fù)合受扭試驗(yàn)，以軸壓比、扭彎比、混凝土強(qiáng)度等級(jí)、配箍率、配鋼率為研究參數(shù)，獲得了型鋼混凝土柱在低周反復(fù)扭矩作用下的破壞特征，裂縫發(fā)展與分布規(guī)律。根據(jù)試驗(yàn)現(xiàn)象和試驗(yàn)扭矩-扭率曲線得出開裂扭矩、屈服扭矩、極限扭矩，并分析 H型鋼混凝土柱的受力機(jī)理和變形性能。
　　2、針對(duì)試驗(yàn)得出的

3、扭矩-扭率滯回曲線，分析各研究參數(shù)對(duì)試件復(fù)合受扭滯回性能、骨架曲線、延性、同一級(jí)位移荷載下的強(qiáng)度衰減、耗能能力及后期剛度退化的影響，分析H型鋼混凝土柱在低周反復(fù)荷載下的復(fù)合受扭抗震性能。
　　3、利用Abaqus有限元分析軟件對(duì)試驗(yàn)構(gòu)件進(jìn)行全過程仿真模擬，數(shù)值計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本相符，進(jìn)一步論證了有限元分析方法的可行性。同時(shí)，在試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮袇?shù)的基礎(chǔ)上，通過擴(kuò)大研究參數(shù)的取值范圍，分析不同研究參數(shù)取值對(duì)扭矩-扭率曲線的影響規(guī)律，

4、并結(jié)合試驗(yàn)現(xiàn)象分析H型鋼混凝土柱受扭工作機(jī)理。
　　4、在試驗(yàn)研究基礎(chǔ)上，依據(jù)第一強(qiáng)度理論取柱身中性軸處應(yīng)力單元分析，根據(jù)主拉應(yīng)力達(dá)到混凝土抗拉強(qiáng)度認(rèn)為試件開裂原則，不考慮彎曲正應(yīng)力的影響。利用本次試驗(yàn)中扭矩與剪力相關(guān)性，推導(dǎo)型鋼混凝土復(fù)合受扭開裂扭矩。在變角空間桁架模型基礎(chǔ)上，采用疊加法計(jì)算型鋼混凝土復(fù)合受扭極限承載力。對(duì)比計(jì)算值與實(shí)測(cè)值對(duì)比發(fā)現(xiàn)，理論計(jì)算結(jié)果偏于保守。
　　5、對(duì)分析成果進(jìn)行適當(dāng)總結(jié)，并對(duì)試驗(yàn)及分析過程中