钢管混凝土框架抗连续性倒塌性能试验研究与分析

题名	钢管混凝土框架抗连续性倒塌性能试验研究与分析
作者	张承亮
学位类型	硕士
导师	王文达
答辩日期	2015
学位授予单位	兰州理工大学
学位名称	工学硕士
学位专业	土木工程
关键词	试验研究非线性静力分析非线性动力分析倒塌机理钢管混凝土柱-钢梁框架连续性倒塌
摘要	钢管混凝土是钢结构与混凝土结构发展到一定阶段，人们在思维与技术上创新的产物。钢管混凝土框架结构相比于混凝土结构及钢结构有着多种优良的力学特性。对于钢管混凝土框架结构，其自身抗连续性倒塌性能受到很多因素的影响，诸如楼板的空间效应、节点形式、柱截面形式等。本文针对钢管混凝土柱-钢梁框架结构进行了研究，通过试验与有限元分析相结合的方法分析组合框架结构抗连续性倒塌性能的影响因素及倒塌机理。主要内容包括以下几个方面： (1) 设计制作钢管混凝土柱-H型钢梁平面框架试验模型，并进行了抗连续性倒塌性能试验。分析钢管混凝土柱钢梁框架在倒塌过程中的受力机理，观察框架节点核心区域、钢梁危险截面处破坏形态。试验中得到框架倒塌竖向荷载位移曲线、失效柱相邻柱应变曲线及钢梁关键截面处应力发展曲线，最终破坏形态是失效柱上部节点压扭屈曲，其相邻节点压拉屈曲，钢管与环板焊缝连接处被拉断。 (2) 基于有限元软件ABAQUS对试验模型进行建模分析。通过控制建模方法、选择匹配的材性、定义合理的接触及网格划分建立有限元模型。将试验曲线与模拟曲线对比后发现吻合度较高。通过分析框架结构各构件内力的变化，研究各倒塌阶段不同构件的内力变化，从而更加清晰的明确倒塌过程中结构各部分内力的传递。 (3) 将所设计的平面框架增加至7层之后，采用精细三维实体单元、壳体单元及纤维梁单元相结合的多尺度建模方法进行建模。采用非线性动力分析方法对5榀平面框架进行非线性动力分析，研究在关键柱突然失效后剩余结构内力如何分配等宏观现象以及钢梁、翼板及节点破坏等微观机理。 (4) 参考某实际工程选取一典型2跨2层平面框架，根据规范设计钢筋混凝土组合梁、预制空心带肋叠合组合梁以及压型钢板组合梁三种组合梁形式，通过采用Pushdown分析法研究不同类型组合梁对钢管混凝土框架结构抗连续倒塌性能的影响。基于有限元软件ABAQUS，采用精细单元法建立钢管混凝土平面框架进行数值分析，分析其倒塌全过程工作机理并计算荷载-位移曲线、钢梁截面内力。
其他摘要	Concrete Filled Steel Tube(CFST) is the product of the development of steel structure and concrete to a certain stage which is people's innovation in thinking and technology. Compared with concrete structure and steel structure, concrete filled steel tubes frame structure has many excellent mechanical properties. For the frame of CFST, the impact of its own anti-continuity collapse performance has been affected by many factors, such as the spatial effects of the floor, the form of joints, and the cross-sections.This paper studies the frame with concrete-filled steel tube column and steel beam. It is analyzed the influence factors of progessive collapse resistance and the collapse mechanism by using the methods of experiments and finite element analysis. The main contents include the following aspects: (1) In this paper,the test model of CFST frame is designed and made and operated. The stress mechanism of CFST frame in the collapse process is analyzed, and the failure mode of the cor
学科领域	钢与混凝土组合结构
页数	86
语种	中文
学号	152081402048
文献类型	学位论文
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/103114
专题	兰州理工大学
作者单位	兰州理工大学
第一作者单位	兰州理工大学
推荐引用方式 GB/T 7714	张承亮. 钢管混凝土框架抗连续性倒塌性能试验研究与分析[D]. 兰州理工大学,2015.