钢骨混凝土异形柱 ——T形截面柱抗剪性能有限元分析

论文摘要

钢骨混凝土异形柱是一种新型的结构形式,同时具备了钢骨混凝土结构和混凝土异形柱结构的特点。有关钢骨混凝土异形柱受力性能的有限元分析及研究成果尚不见多,本文在实验的基础上,对4个钢骨混凝土T形截面柱构件进行了柱抗剪强度有限元分析。通过ANSYS大型有限元分析软件对其作数值模拟,并将计算结果和实验结论做对比,得出有限元模拟结果的正确性。通过对一系列假定条件下的模型的分析,总结了钢骨混凝土T形截面柱在压、弯、剪荷载共同作用下的受力性能,重点考察了轴压比、剪跨比和配钢形式等因素对钢骨混凝土T形截面柱单向受剪性能的影响。本文还结合实验数据对钢骨混凝土T形截面柱抗剪性能作了理论上的初步探讨,分析钢骨混凝土T形柱抗剪承载力的组成;验证了钢骨混凝土T形截面柱单向受剪承载力的表达式,该表达式包含了混凝土、角钢腹杆、型钢和轴向力对受剪承载力的贡献,反映了剪跨比、钢骨等因素对受剪性能的影响。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 钢骨混凝土异形柱的概念及其优点
• 1.1.1 钢筋混凝土异形柱的特点
• 1.1.2 钢骨混凝土结构
• 1.1.3 钢骨混凝土异形柱的特点
• 1.2 影响钢骨混凝土异形柱抗剪性能的主要因素
• 1.2.1 轴压比
• 1.2.2 剪跨比
• 1.2.3 配钢形式
• 1.3 ANSYS有限元分析软件简介
• 1.3.1 ANSYS主要技术特点
• 1.3.2 应用领域
• 1.3.3 将ANSYS应用于钢骨混凝土所面对的问题
• 1.4 本文的主要工作
• 第二章 试验概况及ANSYS分析的基本原理
• 2.1 试验概况
• 2.1.1 设计参数的取值
• 2.1.2 试件尺寸及相关参数
• 2.1.3 试验材料参数
• 2.1.4 加载制度
• 2.2 ANSYS有限元分析的基本原理
• 2.2.1 单元类型的选取
• 2.2.2 材料本构关系模型
• 2.3 钢骨混凝土有限元模型的建立
• 2.3.1 几何模型的建立
• 2.3.2 边界条件的处理
• 2.4 网格划分
• 2.4.1 控制网格和单元尺寸
• 2.4.2 收敛标准控制
• 2.4.3 荷载步和子步的设置
• 2.5 前处理
• 2.5.1 单元选取及参数设置
• 2.5.2 建立模型
• 2.5.3 施加节点位移约束和荷载及求解设置
• 2.6 后处理
• 2.6.1 绘制结构变形图
• 2.6.2 绘制Y方向的挠度等值线图
• 2.6.3 绘制开裂图
• 2.6.4 绘制应力等值线图
• 2.6.5 绘制挠度变化曲线
• 3.6.6 计算极限承载力
• 第三章 钢骨混凝土T形截面异型柱抗剪性能分析
• 3.1 模拟数据同试验数据比较
• 3.2 试验破坏过程分析
• 3.3 试验结果分析
• 3.3.1 T1、T3试件（n不同）
• 3.3.2 T2、T3试件（λ不同）
• 3、T₄试件（配钢形式不同）'>3.3.3 T₃、T₄试件（配钢形式不同）
• 第四章 钢骨混凝土T形截面柱受剪承载力分析
• 4.1 影响SRC异形柱的主要因素
• 4.1.1 剪跨比
• 4.1.2 轴压比的影响
• 4.1.3 配钢形式
• 4.1.4 配箍率
• 4.2 钢骨混凝土T形截面柱抗剪机理分析
• 4.3 钢骨混凝土T形截面柱弯剪承载力的组成
• 4.4 T形截面应力的分布
• 4.5 钢骨混凝土T形截面柱受剪承载力分析
• 4.5.1 剪切斜压破坏的抗剪承载力计算
• 第五章 结论及有待进一步研究的问题
• 5.1 结论
• 5.2 需要进一步研究的问题
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间所发表的论文