轴压作用下埋入式柱脚基础段受力性能研究

论文摘要

近年来,钢结构在我国应用得日益广泛,柱脚作为结构当中一个承上启下的部位,对其性能的研究十分重要。目前对于上部结构与基础连接的柱脚部分研究还不是很多。国内对埋入式柱脚的研究还处于起步阶段,埋入式柱脚中剪力连接件的研究成果在国内还不多见。本文将研究埋入式柱脚基础段的受力性能,希望对埋入式钢柱脚的设计有一定的帮助,因为相关资料很少,本课题是一项具有探索性质的研究,有着重要的理论和实际意义。本文采用栓钉连接件,对7个试件分析连接件的受力情况、传力机制,明确栓钉连接件对埋入式柱脚中内力传递性能的影响,并且对1个试件专门进行型钢与混凝土之间粘结性能的研究。本文采用有限元分析软件ABAQUS对试件的受力-变形全过程进行了数值模拟,并与试验进行了比较,结果吻合良好。为了较为全面地探讨各因素对栓钉受力性能的影响,本文确定了27个埋入式柱脚模型,系统地分析了各参数对埋入式柱脚中栓钉受力性能的影响。最后,根据试验结果建议柱脚中栓钉连接件的承载力设计公式,提出型钢与混凝土之间局部滑移与局部粘结应力的本构关系。并且根据有限元模拟分析的系列结果提出了各因素影响下栓钉连接件的受力性能变化规律。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 埋入式柱脚的应用和发展
• 1.1.1 埋入式柱脚的的特点
• 1.1.2 埋入式柱脚的的研究
• 1.1.3 埋入式柱脚的的应用与发展
• 1.2 课题研究的主要内容
• 1.2.1 问题的提出
• 1.2.2 国内外对栓钉连接件受力性能的研究
• 1.3 课题研究概况
• 第二章 埋入式柱脚加载试验
• 2.1 试件概况
• 2.1.1 试验目的
• 2.1.2 试件设计
• 2.1.3 材料性能
• 2.2 试验方案
• 2.2.1 加载装置
• 2.2.2 测点布置
• 2.2.3 加载方案
• 2.3 试验结果
• 2.3.1 试件的破坏形态
• 2.3.2 型钢与混凝土之间的粘结性能
• 2.3.3 柱脚中栓钉承载力计算公式
• 2.3.4 栓钉受力性能分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 埋入式柱脚非线性有限元分析
• 3.1 有限元分析方法
• 3.1.1 有限元法发展概况
• 3.1.2 有限元法基本原理
• 3.1.3 有限元法一般步骤
• 3.2 有限元建模
• 3.2.1 有限元单元类型
• 3.2.2 材料模型参数
• 3.2.3 网格划分
• 3.2.4 求解方法
• 3.3 非线形分析与试验验证
• 3.3.1 试件设计与有限元建模
• 3.3.2 计算结果分析与试验验证
• 3.4 本章小结
• 第四章 埋入式柱脚数值模拟结果
• 4.1 分析试件参数设计
• 4.2 各参数对栓钉受力性能的影响
• 4.2.1 栓钉布置方式的影响
• 4.2.2 混凝土强度的影响
• 4.2.3 型钢埋置长度的影响
• 4.2.4 箍筋配置方式的影响
• 4.2.5 粘结力的影响
• 4.2.6 底板的影响
• 4.2.7 型钢截面形式的影响
• 4.2.8 栓钉在埋入式柱脚中的作用
• 4.3 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 本文工作总结
• 5.2 进一步工作设想
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介
• 攻读硕士学位期间所发表的论文