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《南昌航空大学》 2019年
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非对称工字钢骨—钢管混凝土柱力学性能研究

李嘉新  
【摘要】:随着建筑结构向重载、高耸、大跨发展,建筑承重柱的荷载越来越高,于是人们开始研究新型钢-混凝土组合构件。近些年来,由于钢骨-钢管混凝土组合柱具有良好延性、极高的承载力而受到关注,但人们对这种组合柱的研究大多集中在对称配钢上。在工程中,因为建筑平面布置和环境对建筑的影响,承重柱经常受力不均匀,考虑到承重柱布置于边柱的特别情况,采用改变内钢骨位置,变化内钢骨样式的方法,提出了内置移位的工字钢骨、翼缘改变的工字钢骨的钢骨-钢管混凝土组合柱,使得构件能承载高荷载的同时,又满足结构需求,提高材料使用率,减少工程成本。本文通过有限元软件ANSYS对非对称型钢骨-钢管混凝土组合柱的受力性能进行模拟,主要完成了以下工作:(1)在依据前人对钢-混凝土组合柱的受力性能试验和模拟分析的基础上,结合非对称工字钢骨-钢管混凝土组合柱特点,配置合适的材料参数、接触模型和本构关系等,建立了四种非对称工字钢骨-钢管混凝土组合柱的模拟分析模型。(2)对四种截面形式的非对称工字钢骨-钢管混凝土组合短柱的轴压受力性能进行ANSYS模拟,分析短柱构件的受力机理和弯曲破坏特点,研究影响其力学性能的因素,得出有限元分析结果,为短柱构件承载力公式的拟合提供基础。(3)对四种截面形式的非对称工字钢骨-钢管混凝土组合长柱的轴压受力性能进行ANSYS模拟,分析长柱构件的受力机理和弯曲破坏特点,研究影响其力学性能的因素,并探讨长细比对长柱构件的受力影响,得出有限元分析结果,为长柱构件承载力公式的拟合提供基础。(4)对四种截面形式的非对称工字钢骨-钢管混凝土组合偏压柱的受力性能进行ANSYS模拟,分析长柱构件的受力机理和弯曲破坏特点,研究影响其力学性能的因素,提出科学合理的构件布置方式,得出有限元分析结果,为偏压柱承载力公式的拟合提供基础。(5)在依据前人对钢-混凝土组合柱的承载力公式研究的基础上,得到非对称工字钢骨-钢管混凝土组合短柱轴压承载力计算公式,非对称工字钢骨-钢管混凝土组合柱长柱轴压承载力计算公式,非对称工字钢骨-钢管混凝土组合柱偏压承载力计算公式。再利用上述有限元分析的结果,将公式值与ANSYS有限元分析模拟值进行对比,结果两者吻合良好。
【学位授予单位】:南昌航空大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TU398.9

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