薄壁型钢管混凝土组合柱压弯性能分析

论文摘要

薄壁型钢管混凝土组合柱在薄壁钢管混凝土的外侧包一层普通钢筋混凝土，既利用了钢管混凝土良好的受力性能，又克服了薄壁型钢管直接暴露在其工作环境中的缺点，具有良好的经济价值和工程应用前景。钢管混凝土和型钢混凝土研究比较全面，已有相应的设计或施工规范规程，而国内外研究薄壁型钢管混凝土外包普通钢筋混凝土组合柱的相关资料较少，缺乏设计依据。本文首先采用ANSYS有限元软件，模拟分析了薄壁型钢管混凝土组合柱的受力性能。再采用FORTRAN软件编写数值分析程序，将计算结果与有限元计算结果进行对比，以核对ANSYS有限元分析过程中所选用模型的正确性与适用性。模拟分析了薄壁型钢管厚度、核心混凝土强度等级、荷载偏心率对组合柱压弯承载力的影响机理，并绘制了荷载-位移曲线。研究了组合柱在往复荷载作用下的抗震性能，分析不同薄壁型钢管厚度、核心混凝土强度等级、轴力比等因素对组合柱抗震性能的影响，并分析对比了各自的延性系数。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 钢管混凝土柱的研究与应用
• 1.2.1 欧美的钢管混凝土结构
• 1.2.2 前苏联的钢管混凝土结构
• 1.2.3 日本的钢管混凝土结构
• 1.2.4 我国的钢管混凝土结构
• 1.3 薄壁型钢管混凝土组合柱研究现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 课题研究背景和本文研究内容
• 1.4.1 研究背景与意义
• 1.4.2 本文研究内容
• 第二章 薄壁型钢管混凝土组合柱有限元建模
• 2.1 概述
• 2.2 有限元软件 ANSYS 简介
• 2.3 有限元模型的选用
• 2.3.1 ANSYS 有限元模型
• 2.3.2 本文有限元模型的取用
• 2.4 有限元建模及网格划分
• 2.4.1 建模
• 2.4.2 网格划分
• 2.4.3 有限元建模
• 2.4.4 边界条件及加载方式
• 2.5 加载及求解
• 2.6 结果分析与研究
• 2.7 本章小结
• 第三章 薄壁型钢管混凝土组合柱非线性分析程序设计
• 3.1 概述
• 3.2 非线性分析程序基本理论
• 3.2.1 基本假定
• 3.2.2 本构关系的选取
• 3.3 非线性分析程序编制过程
• 3.3.1 坐标系的建立及截面条带划分
• 3.3.2 程序编制前处理
• 3.3.3 基本计算公式
• 3.3.4 FORTRAN 程序简介
• 3.3.5 FORTRAN 程序框图
• 3.4 计算结果对比分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 薄壁型钢管混凝土组合柱压弯性能分析
• 4.1 概述
• 4.2 组合柱压弯性能影响因素分析
• 4.2.1 薄壁型钢管厚度
• 4.2.2 荷载偏心率
• 4.2.3 核心混凝土强度等级
• 4.3 本章小结
• 第五章 薄壁型钢管混凝土组合柱抗震性能分析
• 5.1 概述
• 5.2 模型设计
• 5.2.1 加载制度
• 5.2.2 滞回曲线
• 5.2.3 骨架曲线
• 5.2.4 延性系数
• 5.3 延性性能分析
• 5.3.1 薄壁型钢管厚度
• 5.3.2 核心混凝土强度等级
• 5.3.3 轴力比
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文