H型鋼混凝土柱復合受扭性能試驗研究與有限元數(shù)值模擬.pdf

1、型鋼混凝土(Reinforced Steel Concrete,簡稱SRC)不規(guī)則結構中的角柱，在水平地震作用下受到扭轉作用，構件往往處于壓（或拉）彎剪復合受扭狀態(tài)，受力機理比較復雜。此類構件的承載力與常規(guī)的壓（或拉）彎剪構件相比較低，降低了結構整的體可靠度。目前國內兩部型鋼混凝土結構規(guī)程均未給出SRC構件的受扭承載力計算公式及相應設計方法。國外除日本規(guī)范按疊加法計算外其余各國規(guī)范均很少涉及SRC構件受扭計算，基于上述研究現(xiàn)狀，本文采用

2、試驗研究、理論分析與有限元數(shù)值模擬相結合的研究方法，對H型鋼混凝土柱復合受扭展開以下研究工作：
　　1、進行了六根H型鋼混凝土柱在低周反復荷載作用下的復合受扭試驗，以軸壓比、扭彎比、混凝土強度等級、配箍率、配鋼率為研究參數(shù)，獲得了型鋼混凝土柱在低周反復扭矩作用下的破壞特征，裂縫發(fā)展與分布規(guī)律。根據(jù)試驗現(xiàn)象和試驗扭矩-扭率曲線得出開裂扭矩、屈服扭矩、極限扭矩，并分析 H型鋼混凝土柱的受力機理和變形性能。
　　2、針對試驗得出的

3、扭矩-扭率滯回曲線，分析各研究參數(shù)對試件復合受扭滯回性能、骨架曲線、延性、同一級位移荷載下的強度衰減、耗能能力及后期剛度退化的影響，分析H型鋼混凝土柱在低周反復荷載下的復合受扭抗震性能。
　　3、利用Abaqus有限元分析軟件對試驗構件進行全過程仿真模擬，數(shù)值計算結果與試驗結果基本相符，進一步論證了有限元分析方法的可行性。同時，在試驗模型原有參數(shù)的基礎上，通過擴大研究參數(shù)的取值范圍，分析不同研究參數(shù)取值對扭矩-扭率曲線的影響規(guī)律，

4、并結合試驗現(xiàn)象分析H型鋼混凝土柱受扭工作機理。
　　4、在試驗研究基礎上，依據(jù)第一強度理論取柱身中性軸處應力單元分析，根據(jù)主拉應力達到混凝土抗拉強度認為試件開裂原則，不考慮彎曲正應力的影響。利用本次試驗中扭矩與剪力相關性，推導型鋼混凝土復合受扭開裂扭矩。在變角空間桁架模型基礎上，采用疊加法計算型鋼混凝土復合受扭極限承載力。對比計算值與實測值對比發(fā)現(xiàn)，理論計算結果偏于保守。
　　5、對分析成果進行適當總結，并對試驗及分析過程中