钢筋混凝土异形柱框架结构延性性能研究

论文摘要

本文系统地对钢筋混凝土异形柱框架结构的延性性能进行了分析研究。首先,对钢筋混凝土材料的延性性能进行了分析,阐述了钢筋混凝土延性性能的研究方法及影响因素。并对钢筋混凝土材料的力学性能进行了详尽的论述,确定了在进行模拟分析过程中所采用的混凝土与钢筋两种材料的本构关系。通过对一榀三层钢筋混凝土异形柱框架结构利用ANSYS有限元软件进行数值模拟分析,并将其模拟结果与试验结果相比较,二者吻合较好,表明用ANSYS有限元软件模拟异形柱框架结构在低周反复荷载作用下的延性性能可行。模拟较好的反映了框架从加载直到破坏的各个过程中延性性能的变化。模拟研究表明,框架在往复荷载作用下,框架平面内柱肢相对于其它部分较弱,且标高越高处,塑性变形越大,即受往复位移的影响越大,在靠近节点部分应力集中明显。根据模拟结果与试验结果对比得出,实际工程中可以通过增加异形柱柱肢的配筋率来增强柱肢的承载能力;由于支座处破坏先于异形柱框架其它处,且破坏形态表现为剪切破坏,无法再继续耗能,工程中可通过增大支座处截面尺寸、增加支座处配筋等措施来加强支座处抗剪承载能力,以达到整体提高框架承载力的效果,满足工程实际要求。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 异形柱框架结构体系的特点、应用意义
• 1.2 异形柱框架结构的研究现状
• 1.2.1 异形柱构件的研究
• 1.2.2 异形柱框架梁柱节点的研究
• 1.2.3 异形柱结构的研究
• 1.3 问题的提出
• 1.4 本文研究的目的方法和主要内容
• 2 钢筋混凝土结构的延性
• 2.1 建筑结构抗震设计理论的发展
• 2.2 延性的概念
• 2.3 反复荷载下构件的延性
• 2.4 低周反复荷载试验加载制度
• 2.5 延性度量
• 2.6 影响延性的因素
• 2.7 本章小结
• 3 钢筋混凝土材料破坏准则及本构关系
• 3.1 钢筋混凝土材料的破坏准则
• 3.2 钢筋的应力应变关系曲线
• 3.2.1 加载速率对钢筋应力应变曲线的影响
• 3.2.2 单向静力钢筋应力应变曲线
• 3.2.3 周期性静力加载钢筋应力应变曲线
• 3.2.4 理想化的钢筋应力应变曲线
• 3.3 混凝土的应力应变关系曲线
• 3.3.1 混凝土内部裂缝对混凝土性能的影响
• 3.3.2 加载制度对混凝土应力应变曲线的影响
• 3.3.3 混凝土单轴受压应力应变曲线
• 3.3.4 理想化的混凝土拉应力应变曲线
• 3.3.5 混凝土在复杂应力状态下的本构关系
• 3.4 本章小结
• 4 钢筋混凝土异形柱框架结构延性性能模拟研究
• 4.1 有限元基本原理
• 4.1.1 有限元基本知识
• 4.1.2 ANSYS有限元分析程序介绍
• 4.1.3 用ANSYS进行结构分析的流程
• 4.1.4 钢筋混凝土模型的建立
• 4.1.5 有限元模型的网格化
• 4.1.6 边界及加载
• 4.1.7 求解
• 4.2 异形截面柱框架有限元基本情况
• 4.3 异形柱框架ANSYS分析模拟
• 4.3.1 异形柱框架模型的建立
• 4.3.2 异形柱框架ANSYS分析模拟
• 4.4 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者简介及读研期间主要科研成果