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型钢混凝土转换柱（SRC-RC）恢复力模型的研究与理论分析

2020-12-07阅读(113)

型钢混凝土转换柱（SRC-RC）恢复力模型的研究与理论分析

论文摘要

型钢混凝土转换结构是一种新型的结构形式,国内外学者对它的受力特性进行了一定的试验研究和理论探索。本文简要介绍了型钢混凝土转换结构的特点,转换结构的发展史以及基本类型。以型钢混凝土转换柱（SRC-RC）为研究对象,在已有研究成果基础上对型钢混凝土转换柱的恢复力模型做进一步分析。混凝土有限元分析是结构分析的重要研究方法,它能够比较准确的分析工程中许多大型复杂结构的受力性能。本文应用ABAQUS非线性有限元软件,采用塑性损伤模型,考虑混凝土在反复荷载作用下的刚度退化,对三种不同类型的柱（钢筋混凝土柱RC、型钢混凝土柱SRC以及型钢混凝土转换柱SRC-RC）进行了滞回曲线的模拟,与实验结果进行了对比验证。结果表明,有限元的计算结果和试验结果吻合较好,可以模拟型钢混凝土转换柱构件的滞回曲线。在此基础上,本文根据转换柱中型钢伸入长度的不同及轴压比的不同共设计了11个构件进行有限元计算,得到了构件的滞回曲线及骨架曲线。结合钢筋混凝土柱与型钢混凝土柱压弯构件的理论计算及力学知识,推导出型钢混凝土转换柱恢复力模型各特征点的荷载与位移的计算公式。理论计算结果与有限元结果进行对比,吻合较好。通过本文的分析,得到了型钢混凝土转换柱（SRC-RC）恢复力模型骨架曲线的实用计算方法,为型钢混凝土转换结构的抗震研究提供参考依据。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 概述
  • 1.1 型钢混凝土结构的特点
  • 1.2 型钢混凝土结构的应用和发展
  • 1.2.1 型钢混凝土结构在国外的应用与研究
  • 1.2.2 型钢混凝土结构在我国的应用与发展
  • 1.3 型钢混凝土转换结构的应用和发展
  • 1.4 恢复力模型研究现状及本课题的意义
  • 1.4.1 恢复力模型的研究现状
  • 1.4.2 本课题研究的意义
  • 1.4.3 本课题研究的目的
  • 参考文献
  • 第2章 型钢混凝土转换柱滞回关系模拟方法及ABAQUS软件介绍
  • 2.1 弯矩—曲率滞回关系的研究方法
  • 2.1.1 试验研究
  • 2.1.2 理论计算
  • 2.1.3 计算机模拟
  • 2.2 ABAQUS应用软件的介绍
  • 2.2.1 ABAQUS/CAE的模拟过程
  • 2.2.2 混凝土弥散开裂模型
  • 2.2.3 混凝土脆性开裂模型
  • 2.2.4 混凝土损伤塑性模型
  • 2.2.5 混凝土损伤塑性部分
  • 参考文献
  • 第3章 滞回曲线ABAQUS模拟与试验对比
  • 3.1 试验介绍
  • 3.2 试件的ABAQUS有限元模拟方法
  • 3.2.1 试件几何形状及尺寸
  • 3.2.2 单元类型
  • 3.2.3 材料性质
  • 3.2.4 混凝土的损伤定义
  • 3.3 ABAQUS的试件设计及模型建立
  • 3.3.1 ABAQUS模型建立
  • 3.3.2 边界条件及荷载
  • 3.3.3 ABAQUS求解
  • 3.3 ABAQUS计算结果分析
  • 3.3.1 计算滞回曲线与试验骨架曲线的对比
  • 3.3.2 混凝土、型钢及钢筋的Von.Mises等效应力云图
  • 3.3.3 ABAQUS计算骨架曲线与试验骨架曲线的对比
  • 3.3.4 转换柱滞回曲线计算结果
  • 3.3.5 计算结果分析
  • 3.3.6 延性分析
  • 3.3.7 刚度退化分析
  • 3.4 本章小结
  • 参考文献
  • 第4章 柱的各特征点承载力与位移的计算
  • 4.1 钢筋混凝土柱的计算
  • 4.1.1 各受力阶段截面的应力状态分析
  • cr与位移△cr的计算'>4.1.2 构件截面开裂点荷载Pcr与位移△cr的计算
  • y与位△y移的计算'>4.1.3 构件截面屈服点荷载Py与位△y移的计算
  • u和位移△u的计算'>4.1.4 构件极限点荷载Pu和位移△u的计算
  • 4.2 型钢混凝土柱的计算
  • crs和位移△crs的计算'>4.2.1 型钢混凝土柱开裂荷载Pcrs和位移△crs的计算
  • ys和位移△ys的计算'>4.2.2 型钢混凝土柱屈服荷载Pys和位移△ys的计算
  • us和位移△us的计算'>4.2.3 型钢混凝土柱极限荷载Pus和位移△us的计算
  • 4.2.4 小偏心受压柱的计算
  • 4.3 型钢混凝土转换柱（SRC-RC）
  • 4.3.1 受力分析
  • cr与位移△'cr的计算'>4.3.2 转换柱开裂点荷载P'cr与位移△'cr的计算
  • y与位移△'y的计算'>4.3.3 转换柱屈服点荷载P'y与位移△'y的计算
  • u与位移△'u的计算'>4.3.4 转换柱极限点荷载P'u与位移△'u的计算
  • 4.3.5 小偏心受压柱的计算
  • 4.4 本章小结
  • 参考文献
  • 第五章 SRC-RC转换柱恢复力模型的建立
  • 5.1 骨架曲线的确定
  • 5.2 各阶段刚度计算
  • 5.2.1 构件开裂前刚度
  • 2'>5.2.2 弹塑性刚度K2
  • 3'>5.2.3 屈服后刚度K3
  • 5.2.4 卸载刚度
  • r2'>5.2.5 屈服后的卸载刚度Kr2
  • 5.2.6 再加载刚度及反向加载刚度
  • 5.3 恢复力模型行走路线
  • 5.4 骨架曲线的对比
  • 5.5 恢复力曲线的对比分析
  • 5.6 本章小结
  • 参考文献
  • 第6章 结论与展望
  • 6.1 主要结论
  • 6.2 有待研究的问题
  • 附录
  • 附录一: 攻读硕士学位期间发表的论文
  • 附录二: 硕士期间参与的主要科研项目
  • 致谢

    • 相关论文文献

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