埋入式柱脚的受力性能分析

摘要

柱脚节点是决定结构承载力的主要因素，国内学者对埋入式柱脚研究较少，受力性能研究不够全面。本文以埋入式柱脚为研究对象，运用ANSYS建立埋入式柱脚力学模型，分析各参数对柱脚节点性能的影响。
　　首先本文在查阅了大量文献的基础上，综述了埋入式柱脚在国内外的研究现状;其次介绍了埋入式柱脚的相关计算公式建立了原型柱脚模型;然后通过ANSYS建立柱脚模型对比文献实验验证合理性;最后建立12个埋入式柱脚有限元模型，分析栓钉个数和间距、埋置深度、底板设置、锚栓等因素对柱脚受力性能的影响，并得出相应规律，提出设计建议。栓钉的设置对提高埋入式柱脚的承压能力有所帮助，建议尽可能把栓钉设置在基础上部。埋深比过大对柱脚承压能力的提高有限，埋入式柱脚中钢柱和混凝土之间由于存在粘结力，钢柱可以承受较高的轴力，通过ANSYS分析可知，锚栓的设置对柱脚承受轴向荷载作用不大。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 选题的背景及现实意义

1．2 柱脚形式及其特点

1．2．1 外露式柱脚

1．2．2 外包式刚性柱脚

1．2．3 埋入式刚性柱脚

1．3 国内外研究现状

1．3．1 埋入式柱脚在国外研究状况

1．3．2 埋入式柱脚在国内研究状况

1．4 本文的研究的主要内容

第二章 柱脚设计及有限元理论

2．1 埋入式柱脚的传力机制及假定

2．2 埋入式柱脚原型设计

2．2．1 确定型钢截面

2．2．2 埋入深度的确定

2．2．3 锚栓的布置

2．2．4 栓钉的布置

2．2．5 底板尺寸的取值

2．2．6 钢筋配置

2．2．7 埋入式柱脚的构造要求

2．2．8 埋入式柱脚MR1示意图

2．3 ANSYS有限元模型的建立

2．3．1 选取单元类型

2．3．2 接触单元

2．3．3 钢筋混凝土结构有限元模型分类

2．3．4 钢筋混凝土结构分析中裂缝处理的主要方式

2．3．5 混凝土本构关系

2．3．5 混凝土破坏准则

2．3．6 混凝土屈服准则

2．3．7 钢筋和型钢的本构关系和破坏准则

2．3．8 混凝土压碎问题

2．3．9 有限元柱脚模型的建立

2．3．10 柱脚ANSYS模型

2．4 有限元ANSYS模型的验证

2．4．1 试件制作

2．4．2 结果对比

2．5 本章小结

第三章 各构件对埋入式柱脚的性能影响分析

3．1 参数设计及加载方式

3．1．1 参数设计

3．1．2 加载方式

3．1．3 柱脚破坏形式

3．2 栓钉的影响

3．2．1 栓钉间距的影响

3．2．2 栓钉数量的影响

3．2．3 栓钉影响结论及设计建议

3．3 埋深的影响

3．3．1 轴向荷载作用下埋深的影响

3．3．2 水平-轴向荷载作用下埋深的影响

3．3．3 埋深比影响结论及设计建议

3．4 底板的影响

3．4．1 轴向荷载作用下底板的影响

3．4．2 水平-轴向荷载作用下底板的影响

3．4．3 底板影响结论及设计建议

3．5 锚栓的影响

3．5．1 轴向荷载作用下锚栓的影响

3．6 本章小结

第四章 结论和展望

参考文献

致谢