低周反复水平荷载作用下圆钢管橡胶混凝土柱的抗震性能研究

摘要

钢管橡胶混凝土结构作为一种新型的结构形式，既提高了结构构件的抗震性能，又能合理利用废旧橡胶，正在逐渐受到关注。设有钢管橡胶混凝土柱的框架结构在地震时，既能满足竖向承载力及变形要求，又能利用橡胶的粘弹性性能耗散大量能量，从而保证结构的安全性。目前，国内外对钢管橡胶混凝土的抗震性能的试验研究和理论分析还很少。因此，本文拟通过对8根圆钢管橡胶混凝土柱试件进行低周反复水平荷载试验和有限元软件SNAP模拟分析研究圆钢管橡胶混凝土柱的抗震性能。具体工作及结论如下:
　　1.本文以橡胶掺量、轴压比、含钢率和长细比为控制参数设计了8根圆钢管橡胶混凝土柱试件，对其进行了低周反复水平荷载试验。根据试验结果绘制了各试件的P-Δ滞回曲线、骨架曲线和刚度退化曲线。各试件的P-Δ滞回曲线十分饱满，具有很好的耗能能力，抗震性能良好。从各试件的骨架曲线和刚度退化曲线可以看出其水平承载力和刚度的退化过程是比较稳定的，不会出现突然下降的现象。
　　2.通过将各试件的P-Δ滞回曲线和耗能性能进行对比分析，发现随着橡胶掺量的增多，圆钢管橡胶混凝土柱的承载力有所下降，但能量耗散系数与等效粘滞阻尼系数有所提高;随着轴压比的增大，圆钢管橡胶混凝土柱的承载力和变形能力有所下降，其耗能性能也有所减弱;随着含钢率的增大，圆钢管橡胶混凝土柱的承载力有所提高，其延性性能和耗能性能也有所提高;随着长细比的增大，圆钢管橡胶混凝土柱的承载力有所下降，其延性性能和耗能性能也有所下降。
　　3.运用有限元软件SNAP并根据试验情况，对每个试件都进行了模拟分析。通过将计算结果与试验结果进行对比分析，发现两者的吻合程度比较高，这就表明本文在运用SNAP有限元分析软件进行模拟时所选用的参数和本构关系等是符合实际试验情况的，可以运用该软件进行模拟地震分析。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 钢管混凝土的研究现状

1．2．1 钢管混凝土的常见形状

1．2．2 钢管混凝土的特点

1．2．3 国外对钢管混凝土的研究

1．2．4 国内对钢管混凝土的研究

1．2．5 钢管混凝土抗震计算理论和方法

1．2．6 钢管混凝土在实际工程中的应用

1．3 橡胶混凝土的研究现状

1．3．1 对橡胶混凝土材料力学性能的研究现状

1．3．2 对橡胶混凝土动力性能的研究现状

1．3．3 橡胶混凝土在实际工程中的应用

1．4 课题研究的目的与意义

1．5 课题研究内容

第2章 圆钢管橡胶混凝土柱抗震性能试验设计

2．1 概述

2．2 试验目的

2．3 试验设计

2．3．1 试件设计原理

2．3．2 试件制作

2．3．3 材料性能试验

2．4 试验装置及试验方法

2．4．1 试验安装

2．4．2 加载设备

2．4．3 加载制度

2．4．4 加载方法

2．4．5 试验数据测量

2．5 本章小结

第3章 试验结果及数据分析

3．1 概述

3．2 试验现象描述

3．2．1 试件RCFT-0-L4O

3．2．2 试件RCFT-10-L4O

3．2．3 试件RCFT-20-L4O

3．2．4 试件RCFT-30-L4O

3．2．5 试件RCFT-20-M3O

3．2．6 试件RCFT-20-M4A

3．2．7 试件RCFT-20-M4O

3．2．8 试件RCFT-20-M4B

3．3 P-△滞回曲线

3．3．1 橡胶掺量的影响

3．3．2 轴压比的影响

3．3．3 含钢率的影响

3．3．4 长细比的影响

3．4 骨架曲线

3．5 刚度退化

3．6 试件的耗能能力

3．7 试件的变形能力和延性

3．7．1 试件的变形能力

3．7．2 试件的延性

3．8 本章小结

第4章 圆钢管橡胶混凝土柱的有限元模拟分析

4．1 概述

4．2 模型的建立

4．2．1 模型建立步骤

4．2．2 钢材本构关系的选取

4．2．3 核心橡胶混凝土本构关系的选取

4．3 P-△滞回关系曲线的计算

4．3．1 计算的基本假定

4．3．2 加载路径

4．3．3 计算过程

4．4 计算P-△滞回关系曲线与试验P-△滞回关系曲线的对比

4．5 计算骨架曲线与试验骨架曲线对比

4．6 计算刚度退化曲线与试验刚度退化曲线对比

4．7 本章小结

第5章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间研究所发表的论文

攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢