矩形钢管混凝土组合异形柱外露式柱脚力学性能研究

来源 :天津大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:hummerandy
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
矩形钢管混凝土组合异形柱由单肢钢管混凝土柱通过连接件连接而成,由于异形柱截面本身尺寸较大,柱脚采用外包式柱脚或埋入式柱脚时,容易遇到施工困难、浪费使用空间等问题。有时需要减小外包层厚度以减小柱脚截面尺寸,但外包厚度减小可能导致柱脚的强度、刚度难以满足使用要求,此时是否能够改用加强型外露式柱脚需进一步探究。本文采用有限元模拟的方法,结合理论分析,对异形柱外露式柱脚的力学性能展开研究,主要内容包括:(1)采用ABAQUS有限元软件建立了矩形钢管混凝土组合异形柱外露式柱脚模型,将模拟结果与已有试验结果作对比,吻合良好,证明了该模型的可靠性。(2)借助验证过的异形柱柱脚模型,对比和分析了加劲肋尺寸、底板厚度、锚栓边距、锚栓直径、锚栓布置方式及轴压比等参数对柱脚的破坏模式、抗弯承载力、抗弯刚度及应力分布的影响。结果表明:肋板尺寸、底板厚度、锚栓直径增大时,柱脚的抗弯承载力和抗弯刚度提高;外露式柱脚主要依靠锚栓内拉力、柱顶轴力与基础混凝土反力共同抵抗外荷载,轴力增大时,柱脚的弯矩极值增大,塑性转角也增大,抗弯刚度的计算值减小;锚栓数量增加时,同一应力水平下,锚栓的拉力总值增大,柱脚的峰值弯矩增大;底板下基础混凝土的应力分布特征主要受底板刚度的影响,底板刚度增大时,混凝土受压区宽度减小,应力最大值向底板边缘移动;锚栓直径增加时,锚栓的有效抗拉面积增大,应力水平相同时,锚栓内的拉力总值增大,混凝土应力也增大。(3)通过观察柱脚的破坏过程及应力分布特征,基于合理的假定,提出了异形柱外露式柱脚抗弯承载力的计算方法。计算采用Grasshopper软件求解,而后对比了公式计算结果与有限元分析结果,误差均在10%以内,表明该方法可用于工程中预估异形柱外露式柱脚的抗弯承载力。(4)根据循环荷载作用下异形柱外露式柱脚的受力行为,总结出柱脚的传力机制,并建立了异形柱外露式柱脚的恢复力模型及模型各关键参数的计算公式。研究表明异形柱外露式柱脚的滞回曲线为旗帜型曲线,轴力作用下柱脚具有自复位的能力;该简化计算方法可在缺乏试验参数的情况下,根据柱脚的设计参数,得到柱脚的恢复力模型,为结构的弹塑性时程分析奠定了基础;最后将模拟结果与计算结果进行对比,验证了计算公式的正确性。
其他文献
混凝土在建筑行业有着广泛的应用,其原材料水泥不但是最普遍应用的材料,也是研究人员一直密切关注的有发展前景的基础材料。随着现代社会经济的进步,人们的需求日益增长,以水泥为基础材料的新型功能性复合材料不断出现,在水泥中加入一些性能优异的外加材料来从多个方面改善和提升结构的功能性。碳纳米管(CNTs)作为新型材料的代表,在1991年被发现便凭借自身结构接近完美的特点被广泛研究,将CNTs有效填充在水泥中
学位
真空预压技术是软土地基加固处理的常用方法之一,对于具有高含水率、高压缩性、低渗透性、低强度等不良工程特性的超软土地基,采用常规的真空预压技术时会形成淤堵泥层,出现“土柱”现象,严重降低加固效果,甚至引发加固失效问题。因此,发展高效环保节约型的新型真空预压技术以及相应的设计计算方法是沿海地区基础设施建设发展的核心问题。本文以吹填超软土为研究对象,采用数值模拟和室内模型试验相结合方式,系统开展对新型交
学位
弦支结构作为大跨度空间结构的一种,具有质量轻,承载力高,自平衡性能好等优点,被广泛应用于各类大型公共建筑中。但与网架网壳等大跨度空间结构相比,大跨度弦支结构刚度较小,因此在地震作用下,易产生更大的结构响应。为避免因结构破坏、倒塌造成重大经济损失,对弦支结构进行振动控制研究具有十分重要的意义。采用粘弹性阻尼器替换结构杆件的振动控制形式在网架、网壳中已有成熟应用,振动控制方法多借助参数化数值手段进行优
学位
<正> 我国是栽培荞麦最早的国家之一,在《诗经》中就有关于荞麦的诗句。荞麦在我国分布较广,全国各地都有种植,华北、西北和西南一些干旱高寒地区、少数民族地区、边沿山区具有明显的生产优势。我国荞麦种植面积约三千万亩以上,产量居世界第二位。我国劳动人民在长期的荞麦生产过程中,积累了丰富的耕作经验。种植荞麦忌连作,实行轮作倒茬,不但
期刊
目前铝合金网壳结构应用广泛。由于铝合金弹性模量较低,铝合金网壳结构相对较柔,固有频率较低,在风荷载等周期荷载作用下容易发生共振,产生损伤积累,引起疲劳破坏。因此在设计中应充分考虑铝合金网壳结构的损伤积累。本文基于连续介质损伤力学,从材性、节点和网壳三个层面对铝合金板式节点网壳进行了研究。材性层面,基于Chaboche非线性随动硬化模型和连续介质损伤力学的理论,开发了运用于Abaqus的UMAT子程
学位
供水系统是保障居民正常生活、工作和发展的基础。中国的城市供水管网建设由于使用时间的长短不一、材质优劣不等、建设质量不同及管理不完善等多种因素的存在,导致多数城市供水管道均存在不同程度的破损。目前,中国大多数城市供水管网漏失率普遍较高,导致水资源严重浪费且经济损失重大。因此,在管网发生爆管时能够快速排查爆管区域,准确进行爆管定位迫在眉睫。本文针对供水管网爆管事故的定位进行了研究,主要工作如下:1、根
学位
目的 调查类风湿关节炎(rheumatoid arthritis, RA)患者自我调节疲劳现状并分析影响因素,为干预方案的制定提供数据支撑。方法 2020年9月至2021年1月,采用便利抽样法选取宁夏某三级甲等医院风湿免疫科住院的RA患者275例为研究对象,采用一般资料调查表、Morisky用药依从性量表-8、自我调节疲劳量表、正性负性情绪量表、医学应对方式问卷和类风湿关节炎自我效能感量表进行调查
期刊
斜直交替组合桩作为一种基坑支护的方法,已经得到了实际应用和研究,并且表现出了控制基坑变形方面的优势。考虑到边坡加固与基坑支护这两个问题的相似之处,本文尝试将斜直交替组合桩应用于加固边坡,并对这一过程中土体和抗滑桩的特性进行研究。本文基于已有研究,设计了9组斜直交替组合桩加固砂质边坡的离心机试验,并在此基础上利用FLAC3D对试验过程进行了数值模拟和参数化研究,对影响加固效果的因素进行了探讨。最后建
学位
在基坑工程中,倾斜支护桩相比于传统支护结构具备变形控制效果好、施工便利、环境友好等优势。但目前有关其稳定机理的研究相对较少,且现行相关技术规范缺乏倾斜桩系列组合支护结构稳定计算方法,阻碍了倾斜桩支护技术的推广应用。本文应用有限元软件对单排倾斜支护桩以及斜直交替支护桩两种支护形式进行了稳定机理的研究分析,并针对其各自的破坏模式设计了相应的稳定计算方法,主要内容如下:(1)分析了倾斜支护结构的稳定机理
学位
<正>《中国教育现代化2035》中明确指出要“推动信息技术与教学深度融合,利用现代技术加快推动人才培养模式改革”,信息技术与教学的深度融合是推进教育变革的关键力量。信息技术的引入为课堂教学提供了全新的可能,时间和空间的泛在性使传统教学结构正在发生转变,数字化的时代对教学理念、教学方式、教学形态等产生新的影响。采取云端双师课堂,强化对双师教学模式的研究和摸索,最大程度发挥信息化在语文课堂的作用促进学
期刊