蜂窝状钢骨混凝土不对称十字形柱正截面承载力研讨.pdfVIP

Research on of S．R．C BearingCapacityHoneycomb Asymmetrical Cross-shaped—Columns DissertationSubmiaedto of NanjingUniversity Technology in fulfillmentofthe partial requirements forthe of degree Masterof Engineering By Lin Yixiang Supervisor：Prof．TingyinZheng 2008 May 摘要 摘要 近年来，对于钢筋混凝土异形柱的研究已经取得了一定的进展，在大量的理论研究 和工程实践的基础上，已经出台了很多相应的规程供设计人员参考。但对于钢骨混凝土 异形柱，国内外的研究资料却很少。桁架式钢骨混凝土柱斜截面承载力及抗震性能不如 实腹式钢骨混凝土柱，而常规实腹式钢骨与混凝土粘结性能又比较差，所以，本文在总 结二者优缺点的基础上，提出了蜂窝状钢骨混凝土异形柱。该异形柱可克服桁架式钢骨 混凝土异形柱及常规实腹式钢骨混凝土异形柱的缺点，同时又秉承了两者的优越性。因 此，对该新型异形柱的受力性能进行研究，具有重要的理论意义与实用价值。 本文首先提出这种新型的钢骨混凝土异形柱，并对其主要截面形式——蜂窝状钢骨 混凝土不对称十字形柱进行了双向偏心受压的试验研究。然后，运用通用有限元软件 ANSYS对它进行了非线性有限元分析，重点比较分析了配钢率、配筋率、配箍率、腹 板开洞率、混凝土强度等级、钢材牌号、长细比、加载角和偏心距等因素对构件极限承 载力的影响。最后，对现有钢骨混凝土异形柱的正截面承载力计算方法进行了探讨。 通过上述的试验研究，揭示了蜂窝状钢骨混凝土不对称十字形柱的工作机理和破坏 形态，初步掌握了蜂窝状钢骨混凝土不对称十字形柱构件破坏的一般规律，发现平截面 假定依然成立；在此基础上，应用有限元软件对它进行数值模拟分析，并将有限元程序 的计算结果与试验结果进行了比较，两者吻合较好，证明了有限元分析模型与方法的正 确性。通过大量的有限元分析发现，钢骨腹板开洞后能够增强钢骨与混凝土的粘结力， 增加了组合效应并提高了整体工作的受力性能；配钢率的增加能明显提高构件正截面承 载力，配钢率在5％一9％时为影响显著区域，配钢率大于9％对承载力的提高并不显著， 所以建议配钢率在5*／,-9％为宜；混凝土强度等级及钢材牌号的增加对正截面承载力影响 明显，随着混凝土或型钢承载力的提高，试件的极限承载力也增大很多；配筋率的增大 可以提高构件的承载力，但效果不是太明显；配箍率的变化对构件正截面承载力几乎没 有影响；长细比对于理想的中、长柱或考虑初始缺陷的柱有显著的影响，随着长细比的 增加，其极限承载力明显下降；加载角对构件极限承载力非常敏感，设计时宜避开最不 利加载角；随着偏心距的增加，构件极限承载力会急剧下降。 关键词：蜂窝状钢骨钢骨混凝土不对称十字形柱正截面承载力试验研究有限元分析 计算方法 ABSTRACT