L形型钢混凝土异形柱正截面承载力及轴压比限值分析

摘要

型钢混凝土（Steel Reinforced Concrete简称SRC）柱是在混凝土柱中主要配置型钢，因其承载力高，刚度大，抗震性能好等优点而得到了广泛应用。
　　 本文首先利用有限元软件ANSYS，建立L形型钢混凝土异形柱的组合式有限元模型，进行非线性计算分析，通过分析得出构件的截面应变、中性轴变化规律和破坏机理。
　　 其次，根据型钢混凝土异形柱的工作机理和数值分析方法计算原理，采用FORTRAN语言编制了L形型钢混凝土异形柱正截面承载力的计算程序，通过与已有试验数据的比较证明了该程序的正确性和可行性。利用该程序计算得到了各设计参数（包括混凝土强度等级、加载角、配钢率、轴压比等）变化时，型钢混凝土异形柱正截面受力性能的N-M及Mx-My相关曲线。通过对计算结果的分析，得到了上述设计参数变化时，L形SRC异形柱正截面受力性能的变化规律。并初步探讨了构件正截面承载力的使用设计方法，推导了在单向偏心作用下承载力计算公式，以简化计算。
　　 最后，由于轴压比是影响柱延性的重要参数，轴压比限值与混凝土强度、配钢率、配筋率、肢长厚比等相关，因此本文分析这些因素对轴压比限值的影响，在设计中应根据不同的情况采用不同的限值。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 概述

1.1.1 概念

1.1.2 型钢混凝土结构的种类

1.1.3 型钢混凝土结构的优点

1.2 型钢混凝土结构在国内外的应用与研究现状

1.2.1 应用状况

1.2.2 试验研究现状

1.2.3 理论研究现状

1.2.4 数值模拟技术研究现状

1.3 异形柱受力性能的研究方法

1.3.1 型钢混凝土异形柱

1.3.2 异形柱的正截面承载力研究

1.4 本文的主要工作

第二章 异形截面柱的有限元分析理论

2.1 数值模拟方法概述

2.2 大型有限元软件ANSYS简介

2.3 模型单元类型的选取

2.4 材料本构模型的选取

2.4.1 混凝土的本构关系及强度准则

2.4.2 型钢和钢筋的本构关系及破坏准则

2.5 构件的有限元模型

2.6 网络划分与求解

2.6.1 网络划分

2.6.2 非线性方程组的解法

第三章 L形型钢混凝土异形柱偏心受压的有限元分析

3.1 本文采用的模型

3.2 结果分析

3.2.1 截面中性轴分析

3.2.2 异形柱的挠度

3.2.3 异形柱的破坏过程

3.2.4 异形柱的破坏形态

第四章 L形型钢混凝土异形柱正截面承载力分析

4.1 概述

4.2、数值分析方法编程

4.2.1 基本原理

4.2.2 坐标系的建立

4.2.3 数值分析方法编程

4.2.4 基本计算公式

4.2.5 计算原理与流程

4.2.6 计算结果比较分析

4.3 偏心受压柱的研究方法

4.3 不同荷载加载角度的影响

4.4 混凝土强度的影响

4.5 不同配钢率的影响

4.6 不同轴压比的影响

4.7 不同配钢形式的影响

4.8 正截面承载力实用设计方法

4.8.1 利用N-M相关曲线和Mx-My相关曲线制成相应图表进行设计

4.8.2 应用叠加法进行设

4.9 单向偏心下L形型钢混凝土异形柱承载力计算

4.9.1 计算公式推导

4.8.2 计算结果比较

第五章 影响型钢混凝土异形柱轴压比限值的因素分析

5.1 型钢混凝土异形柱轴压比概念

5.2 国外规范对于轴压比的规定

5.3 型钢混凝土异形柱界限破坏的定义

5.4 轴压比限值的计算方法

5.5 轴压比限值分析程序

5.6 不同因素对轴压比限值的影响

5.6.1 、荷载角及配筋率对轴压比限值的影响

5.6.2 、肢长肢厚及不同钢筋直径对轴压比的影响

5.6.3 、增加受压端配筋量对轴压比的影响

5.6.4 、混凝土强度对轴压比的影响

5.7 本章小结

结论与展望

结论

展望

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢