T形钢管混凝土异形柱正截面承载力全过程分析

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当今,社会和经济进步的背景下,促使着居民关于栖身住所的空间环境要求变得更高。较之传统钢筋混凝土框架结构,异形柱框架结构建筑使用功能全面、整体造价较低、对建筑空间使用的高灵活性而被当今的多、高层建筑设计广泛应用。但由于异形柱截面肢长较长的特点,其抗震性能较普通的钢筋混凝土框架结构相比有所降低,为了使异形柱结构能够得到更广泛的应用,还需要从各方面对其深入研究。本文总结了国内外有关钢筋混凝土异形柱结构的研究现状和存在的问题。根据应变分布平截面假定,得出了T形截面钢筋混凝土异形柱正截面弯矩-曲率关系计算公式,并利用MATLAB编制了迭代求解程序。计算结果表明:由于钢管在柱截面上布置的特点,在适中的截面含钢率(3%)条件下,T形截面的极限弯矩值较矩形截面极限弯矩值有大幅提高,约提高了2倍左右,但极限曲率值同时也减小了50%;截面极限曲率受混凝土强度等级的效果明显,截面极限弯矩和极限曲率受钢管材料的屈服强度的影响不明显。增加钢管截面面积对提高极限弯矩有明显的效果。利用有限元软件ADINA,采用弯矩-曲率梁单元,建立了一栋单层钢筋混凝土异形柱框架结构Push-over分析模型,计算结果表明:混凝土强度的提高有利于承载力提高;改变钢管强度等级对提高截面承载力的效果并不明显;钢管截面面积对改善承载力有显著效果。弹性计算结果显示软件的模拟符合程度较好。
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