矩形鋼管混凝土框架三維非線性有限元分析.pdf

1、矩形鋼管混凝土具有節(jié)點(diǎn)處理方便、建筑設(shè)計(jì)靈活、施工進(jìn)度快等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用,并取得了良好的綜合經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)矩形鋼管混凝土的研究主要集中于構(gòu)件的力學(xué)性能及抗震性能，關(guān)于柱和梁都采用矩形鋼管混凝土的框架結(jié)構(gòu)的研究未見(jiàn)報(bào)道。有關(guān)資料表明，相對(duì)于鋼筋混凝土，矩形鋼管混凝土梁能顯著提高抗彎極限承載力和延性、剛度，減小梁的跨中撓度，應(yīng)用于框架結(jié)構(gòu)中，可有效地降低層高，增大跨度。鑒于此，本文基于一榀單跨雙兩層矩形鋼管混凝

2、土框架的抗震性能試驗(yàn)，利用通用有限元軟件ABAQUS對(duì)框架進(jìn)行了的三維非線性有限元分析，以深入研究矩形鋼管混凝土框架的受力特點(diǎn)、工作機(jī)理和破壞過(guò)程，具體進(jìn)行了以下幾方面工作： （1）針對(duì)鋼管混凝土的力學(xué)特征，通過(guò)理論分析與試算，合理確定了靜力荷載和反復(fù)荷載下鋼管、混凝土的本構(gòu)關(guān)系，并利用確定的本構(gòu)關(guān)系對(duì)文獻(xiàn)［33］［34］中的矩形鋼管混凝土梁、方鋼管混凝土柱進(jìn)行了理論計(jì)算，理論結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析表明，本文采用的本構(gòu)關(guān)系是正

3、確的、可行的。 （2）基于一榀單跨雙層矩形鋼管混凝土框架的抗震性能試驗(yàn)，考慮了材料和界面接觸的非線性及反復(fù)荷載下混凝土的剛度退化，利用通用有限元軟件ABAQUS建立了框架的非線性有限元分析模型，并進(jìn)行了反復(fù)荷載下框架的荷載－位移全過(guò)程分析，理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果總體上吻合良好。在此基礎(chǔ)上分析了矩形鋼管混凝土框架的工作機(jī)理，明晰了鋼管混凝土框架的破壞模式及受力過(guò)程中構(gòu)件截面上應(yīng)力分布等微觀機(jī)理。 （3）利用本文提出的理論模型，