论文题目: 钢管混凝土结构三维非线性有限元分析和设计理论的研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 结构工程
作者: 卢明奇
导师: 王铁成
关键词: 钢管混凝土,框架,非线性,有限元,抗震性能,本构关系,滞回曲线
文献来源: 天津大学
发表年度: 2005
论文摘要: 钢管混凝土柱具有很多优良的结构性能,因而在高层建筑中得到了越来越广泛的应用。然而,目前对于钢管混凝土的研究,还主要局限在基本构件和梁柱节点等方面,而对由钢梁和钢管混凝土柱所组成的框架结构整体性能的试验和理论分析还很少,设计计算方法还不成熟。因此,有必要对钢管混凝土框架的有限元模型和设计理论进行研究。本文采用有限元分析和低周反复加载试验的方法对钢管混凝土框架的抗震性能进行研究。建立了钢管混凝土框架结构三维非线性有限元分析模型;提出了三向受力的钢材和混凝土本构关系;在模型中,考虑钢和混凝土之间的粘结滑移作用;还根据累计损伤理论,对钢梁和钢管混凝土柱节点间的焊缝开裂进行模拟。利用所提出的有限元模型,并结合试验,对方钢管混凝土框架在低周反复荷载作用下的抗震性能进行了研究。此外,还提出了框架侧向位移计算的新方法,该方法可以考虑二阶效应。通过研究得出如下主要结论:(1)所建立的三维非线性有限元分析模型的计算结果较为准确,可以应用于钢管混凝土框架的结构分析中;(2)试验和理论分析均表明方钢管混凝土框架具有较好的抗震性能;(3)所提出的框架位移计算方法较为准确简便。
论文目录:
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 钢管混凝土结构的发展和研究现状
1.3 选题的依据和意义
1.4 本文的主要研究工作
第二章 材料的本构关系模型
2.1 钢材的本构关系模型
2.2 混凝土的本构关系模型
2.3 钢管与混凝土之间的粘结滑移
第三章 钢管混凝土框架三维非线性有限元分析方法
3.1 钢与混凝土的单元形式
3.2 空间粘结单元
3.3 焊缝开裂的模拟
3.4 非线性方程组的解法
第四章 方钢管混凝土框架结构的试验研究与非线性分析
4.1 方钢管混凝土框架抗震性能的试验研究
4.2 方钢管混凝土框架在低周反复荷载作用下的有限元分析
4.3 框架的强度及刚度的退化
4.4 框架的位移延性系数
第五章 钢管混凝土框架结构计算理论的研究
5.1 钢管混凝土基本构件的计算理论
5.2 钢管混凝土柱的截面抗弯刚度
5.3 框架水平位移的计算
第六章 结论与展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢
发布时间: 2006-05-24
参考文献
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