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矩形钢管轻骨料混凝土框架抗震性能试验研究

作　者: 张飞
导　师: 李斌
学　校: 内蒙古科技大学
专　业: 结构工程
关键词: 矩形钢管轻骨料混凝土框架抗震性能有限元分析
分类号: TU398.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文以柱截面含钢率、梁截面形式为参数,进行了2榀内填轻骨料混凝土的方钢管混凝土柱-矩形钢管混凝土梁框架、2榀方钢管轻骨料混凝土柱-工字型钢梁框架在恒定轴力与低周水平反复荷载共同作用下的试验,研究了该类框架的受力性能和滞回曲线、延性、耗能能力、刚度与强度退化等抗震性能,分析了不同参数对该类框架受力性能的影响规律。研究结果表明:矩形钢管轻骨料混凝土框架的滞回曲线较为饱满,没有明显的捏缩现象,表现出良好的抗震耗能能力;各试件位移延性系数在3.00～3.74之间,能量耗散系数在1.438～2.324之间,表明内填轻骨料混凝土的矩形钢管混凝土框架结构具有良好的塑性变形能力和抗震耗能能力;随着柱截面含钢率的增大,框架的承载力、延性和耗能能力有不同程度的提高;在相同柱截面含钢率情况下,采用工字型钢梁的框架与采用矩形钢管轻骨料混凝土梁的框架相比,延性与耗能能力有小幅的提高,刚度退化较为平缓。在试验研究的基础上,利用有限元分析软件ABAQUS对本文框架模型进行非线性有限元分析,结果表明理论分析与试验结果吻合程度较好。在此基础上,对柱截面含钢率、钢材屈服强度、混凝土强度、轴压比等影响矩形钢管轻骨料混凝土框架受力性能的主要因素进行分析,得到各参数对框架荷载-位移关系的影响规律,为矩形钢管轻骨料混凝土框架的抗震设计提供依据。根据研究分析结果可知,矩形钢管轻骨料混凝土框架结构的工作性能满足结构抗震的要求,具有良好的应用前景。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
1 绪论  9-18
  1.1 钢管混凝土结构  9-11
    1.1.1 钢管混凝土结构的特点  9-10
    1.1.2 钢管混凝土结构的发展  10-11
  1.2 相关课题研究现状  11-16
    1.2.1 矩形钢管混凝土构件研究现状  11-12
    1.2.2 矩形钢管混凝土节点研究现状  12-14
    1.2.3 矩形钢管混凝土框架研究现状  14-15
    1.2.4 轻骨料混凝土研究现状  15-16
  1.3 研究课题的提出与本文主要内容  16-18
    1.3.1 研究课题的提出  16
    1.3.2 本文主要内容  16-18
2 矩形钢管轻骨料混凝土框架试验研究  18-29
  2.1 试验概况  18-20
    2.1.1 试件设计  18-19
    2.1.2 试件制作  19-20
  2.2 试验装置及测点布置  20-23
    2.2.1 试验装置与加载制度  20-21
    2.2.2 测点布置  21-23
  2.3 试验过程及破坏特征  23-28
    2.3.1 试验过程  23-27
    2.3.2 破坏特征  27-28
  2.4 小结  28-29
3 矩形钢管轻骨料混凝土框架抗震性能分析  29-37
  3.1 荷载-位移滞回曲线  29-30
  3.2 荷载-位移骨架曲线与延性  30-32
  3.3 结构耗能能力  32-33
  3.4 强度与刚度退化  33-36
  3.5 小结  36-37
4 矩形钢管轻骨料混凝土框架有限元分析  37-47
  4.1 有限元分析与ABAQUS  37
  4.2 ABAQUS 建模与分析  37-42
    4.2.1 材料模型  37-40
    4.2.2 相互作用  40-41
    4.2.3 网格划分  41
    4.2.4 计算结果与试验对比  41-42
  4.3 参数分析  42-46
    4.3.1 柱截面含钢率  43-44
    4.3.2 钢材屈服强度  44
    4.3.3 混凝土强度  44-45
    4.3.4 轴压比  45-46
  4.4 小结  46-47
结论  47-48
参考文献  48-51
在学研究成果  51-52
致谢  52

矩形钢管轻骨料混凝土框架抗震性能试验研究

内容摘要

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