论文部分内容阅读
钢骨高强混凝土组合结构与传统的钢结构和钢筋混凝土结构相比,具有承载能力高,防火、抗震性能好,施工方便等诸多优点。钢骨高强混凝土柱是组合结构中的主要承重构件,其截面形式也多种多样。本文主要研究的是矩形截面钢骨高强混凝土长柱在偏心荷载作用下从加载到极限荷载过程中的受力与变形特性。
钢骨高强混凝土长柱从加载到极限荷载的过程是一个复杂的非线性变形过程,通常采用试验方法才能完全确定。本文针对两端铰接的矩形截面钢骨高强混凝土长柱,考虑钢骨高强混凝土长柱在偏心荷载作用下的材料非线性、二阶效应、型钢与混凝土之间的粘结滑移以及型钢和箍筋对混凝土的约束作用等影响因素,采用数值模拟方法预测这一复杂变形过程,提出了一种数值迭代的计算机方法进行全过程分析。运用这种方法时,先将长柱离散成若干等长的柱段,利用数值积分方法求得各柱段截面上的挠度与曲率的关系,再根据各截面上力及力矩的平衡条件,得到一组关于荷载与变形关系的非线性代数方程组,本文采用荷载增量法求解该方程组。对应每个荷载增量,可求得长柱在相应状态下的一条变形曲线。对各荷载增量进行反复迭代,直至得到收敛解,就获得了长柱从加载到极限荷载过程的荷载—挠度曲线。
为实现上述数值分析方法,采用VisualFortran语言编制了相应的计算机程序,应用编制的计算程序,首先对一配有工字型钢的矩形截面长柱进行了计算分析,获得了长柱的荷载—挠度全过程曲线,并与试验结果作了比较,验证了计算程序的正确性和有效性。在此基础上,通过对不同的正方形截面长柱进行模拟计算,并对影响极限承载力的主要因素如偏心距、长细比等作了分析,得到了组合长柱在偏心荷载作用下的受力和变形规律。
根据模拟计算分析,得出钢骨高强混凝土偏压长柱极限承载力随着长细比的增大而降低,随着初始偏心距的增加而降低。