文档介绍：湖南大学
硕士学位论文
钢骨—钢管混凝土柱分析方法研究
姓名:刘文竞
申请学位级别:硕士
专业:结构工程
指导教师:何益斌
20070403
硕士学位论文
摘要
随着超高层建筑的发展对建筑物底部大空间的要求及重载结构的要求,使得
柱承担的轴力越来越大,而建筑物承重柱的设计是关系到建筑物在大震下是否倒
塌的关键,这就要求在重载条件下,柱不但要有足够的强度而且应有较好的延性。
本文在综合考虑了钢管混凝土柱、型钢混凝土柱、外包钢混凝土柱等组合柱的优
缺点后就一种新型的组合柱形式—钢骨-钢管混凝土柱形式研究其承载力及受力
机理。这种柱是在钢管混凝土中在置入钢骨,通过钢管、钢骨和混凝土三者的协
同作用,达到提高柱的承载力、延性以及耐火性能的目的。
由于钢骨-钢管混凝土柱承载力计算公式可以建立在钢管混凝土柱的基础
上,本文首先从国内外几部典型规程的比较出发,对八部典型规程关于钢管混凝
土柱参数、承载力计算公式建立的方式和特点进行了详细的比较分析,并对规程
公式的计算结果与收集到的试验数据进行了深入的比较分析。然后,利用 ANSYS
有限元分析软件,得出钢骨-钢管混凝土轴压短柱的荷载-位移全过程曲线,并
探讨了钢骨-钢管混凝土轴压短柱在极限状态下钢管、钢骨和核心混凝土三者的
受力机理。接着,本文在前面规程比较分析结果的基础上,采用中国《钢管混凝
土结构设计与施工规程》(JCJ01-89)规程和中国《钢管混凝土结构设计与施工规程》
(CECS28:90)公式建立的理论,建立了钢骨-钢管混凝土轴压短柱的承载力计算
公式,而对于核心混凝土的三轴受压约束状态,采用考虑中间主应力效应的双剪
统一强度理论来考虑。同时,通过数学推导得到计算轴压长柱承载力的计算公式。
最后,通过荷载-位移全曲线建立了钢骨-钢管混凝土柱的轴压刚度计算公式。
关键词:钢骨-钢管混凝土柱;有限元;双剪统一强度理论;轴压刚度
I
钢骨-钢管混凝土柱分析方法研究
Abstract
With the development of high-rise and long-span buildings, columns have to bear
higher and higher axial load. And because the design of the columns is the keypoint to
prevent the collapse of buildings in strong earthquakes, so the columns are required to
have high strength as well as high ductility. Based on the summary about the present
research on steel reinforced concrete columns、concrete-filled steel tubular columns
and steel eccased concrete columns, a new type posite column-steel tubular
column filled with steel-reinforced concrete is studied in this paper. In this type of
composite columns, steel section is inserted into concrete-filled steel tubular
column. Through the interaction among steel tubular、steel section and concrete, the
column will have higher bearing capacity 、 higher ductility and fire-resistant
performance.
Because the formulae used for predicting the ultimate bearing capacity of the new
type column could base on concrete-filled steel tubular columns, this paper starts with
paration among eight codes. At first, Design methods and p