矩形鋼管混凝土柱在循環(huán)荷載作用下的性能研究.pdf

1、近年來，隨著建筑技術(shù)的發(fā)展，鋼管混凝土結(jié)構(gòu)逐漸被廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)尤其是在高層建筑結(jié)構(gòu)中。與圓、方鋼管混凝土結(jié)構(gòu)相比，矩形鋼管混凝土有著與梁連接簡單，穩(wěn)定性能好，防火造價低等優(yōu)勢；與實(shí)心鋼管混凝土結(jié)構(gòu)相比，中空夾層鋼管混凝土結(jié)構(gòu)有著抗彎剛度大，自重輕、抗震性能好，抗火性能好等優(yōu)勢。但目前國內(nèi)外對矩形鋼管混凝土特別是矩形中空夾層鋼管混凝土的相關(guān)研究很少，因此其受力機(jī)理及承載力方面的研究具有重要的理論意義和工程參考價值。 本文利用有

2、限元ANSYS軟件，在確定鋼材和核心混凝土在往復(fù)荷載作用下的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系模型的基礎(chǔ)上，考慮長細(xì)比、軸壓比、含鋼率和高寬比等參數(shù)，進(jìn)行了4個系列13根實(shí)心矩形鋼管混凝土柱在循環(huán)荷載作用下繞弱軸彎曲的模擬計算；在相同軸壓力作用下只考慮不同截面空心率的情況，進(jìn)行了4根矩形中空夾層鋼管混凝土柱試件在循環(huán)荷載作用下繞強(qiáng)軸彎曲的模擬計算。通過對計算結(jié)果包括P-△曲線、滯回曲線、軸向壓縮、剛度退化、能量耗散、骨架曲線和變形能力等的變化規(guī)律進(jìn)行了分析

3、、比較和研究。結(jié)果表明：①矩形實(shí)心鋼管混凝土柱繞弱軸彎曲的滯回曲線均呈比較飽滿的“梭形”，沒有明顯的捏縮現(xiàn)象；達(dá)到極限荷載后，仍表現(xiàn)出良好的延性和后期變形能力；能量耗散系數(shù)在2.64～2.94之間，說明矩形鋼管混凝土柱繞弱軸彎曲時也具有良好的抗震性能和耗能能力；②通過分析得出了循環(huán)荷載作用下長細(xì)比、軸壓比、含鋼率和高寬比對矩形實(shí)心鋼管混凝土柱抗震性能的影響規(guī)律，表明長細(xì)比、軸壓比、含鋼率和高寬比都是影響實(shí)心矩形鋼管混凝土柱抗震性能的主要

4、因素；③矩形中空夾層鋼管混凝土柱繞強(qiáng)軸彎曲的滯回曲線均呈比較飽滿的“梭形”，沒有明顯的捏縮現(xiàn)象；達(dá)到極限荷載后，仍表現(xiàn)出良好的延性和后期變形能力，隨著截面空心率的增大，試件的水平承載力隨之增大，但試件的耗能系數(shù)及等效粘滯阻尼系數(shù)逐漸降低，其抗震性能逐漸降低。 本文全面、系統(tǒng)、深入地分析了矩形實(shí)心鋼管混凝土柱繞弱軸彎曲和矩形中空夾層鋼管混凝土柱繞強(qiáng)軸彎曲時在循環(huán)荷載作用下的受力性能，研究工作和得到的結(jié)論對于指導(dǎo)工程設(shè)計具有一定的參