帶約束拉桿矩形鋼管混凝土短柱抗震性能

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1、博士學(xué)位論文帶約束拉桿矩形鋼管混凝土短柱抗震性能作者姓名王英濤學(xué)科專業(yè)結(jié)構(gòu)工程指導(dǎo)教師蔡健教授所在學(xué)院土木與交通學(xué)院論文提交日期2015年10月國家自然科學(xué)基金資助項目（51008085）SeismicBehaviorofRectangularConcrete-filledSteelTubularStubColumnswithBindingBarsADissertationSubmittedfortheDegreeofDoctorofPhilosophyCandidate：WangYingtaoSupervisor：Prof.CaiJi

2、anSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China分類號：ＴＩＢ學(xué)校代號：１０５６１學(xué)號２０１１１０１０１０７０：華南理工大學(xué)博±學(xué)位論文帶約束拉桿矩形鋼管混凝±短桂抗罵性能作者姓名；王英濤指導(dǎo)教師姓名、職稱：蔡健教授申請學(xué)驚級別：工學(xué)博±學(xué)科專業(yè)名稱：結(jié)構(gòu)工程研究方向－準凝止組合結(jié)構(gòu)；鋼論文提巧日期：％７６年｜｜月１５日論文答辯日期：年＂月王ｇ日學(xué)位授予單位：華南理工大學(xué)學(xué)拉授予日期：年月日答辯委員會成員＇：華南理工大學(xué)學(xué)位論文原

3、創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研巧所取得的研究成果。除了文中特別加標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研巧做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中［＾＾１明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。巧作者簽名：王矣罐日期年＞、月Ｖｆ日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，良Ｐ：研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識產(chǎn)權(quán)單位屬華南理工大學(xué)。學(xué)校有權(quán)保存并向國家有關(guān)部口或機構(gòu)

4、送交論文的復(fù)印件和電子版，允許學(xué)位論文被查閱（除在保密期內(nèi)的保密論文外）；學(xué)?？膳P公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可允許采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文本。本人電子文檔的內(nèi)容和紙質(zhì)論文的內(nèi)容相一致。學(xué)位論文屬于；□旺保密，在年解密后適用本授權(quán)書。不保密，同意在校園網(wǎng)上發(fā)布，供校內(nèi)師生和與學(xué)校有共享協(xié)議，’的單位瀏覽；同意將本人學(xué)位論文提交中國學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電予雜志社全文出版和編入ＣＮＫＩ《中國知識資源總庫》，傳播學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容。＂＂（請在上相應(yīng)方框內(nèi)打Ｖ）？弓作

5、者簽名：至矣＾日期：指導(dǎo)教師簽名：一一日期ＷＳ．ＩＩ．＾？’作者聯(lián)系電話；電子郵箱：？聯(lián)系地址（含郵編）；摘要帶約束拉桿鋼管混凝土柱是一種新型結(jié)構(gòu)構(gòu)件。通過沿柱縱橫向每隔一定間距設(shè)置能約束鋼管外凸變形的約束拉桿，為鋼管提供側(cè)向支撐，延緩和避免鋼管的局部屈曲；同時限制鋼管的橫向變形，加強鋼管對核心混凝土的約束作用，充分發(fā)揮鋼管和混凝土兩種材料的力學(xué)性能，提高了鋼管混凝土柱的承載力和延性。然而，目前對帶約束拉桿鋼管混凝土短柱抗震性能的研究很少，影響了其發(fā)展應(yīng)用，因此有必要開展帶約束拉桿鋼管混凝土抗震性能的研究。本文

6、進行了帶約束拉桿矩形截面鋼管混凝土短柱的低周往復(fù)荷載試驗，并通過數(shù)值分析進一步研究了其抗震性能和工作機理。本文開展的主要研究工作如下：（1）以約束拉桿間距、軸壓比、截面長寬比為主要參數(shù)，分別進行了帶約束拉桿方形和矩形鋼管混凝土短柱在低周往復(fù)荷載下的試驗研究，分析了各參數(shù)對試件破壞過程、滯回曲線、骨架曲線、強度及剛度退化規(guī)律、延性性能和能量耗散特征等抗震性能的影響。結(jié)果表明，設(shè)置約束拉桿明顯改善了帶約束拉桿方形和矩形鋼管混凝土短柱的抗震性能，提高了構(gòu)件的承載能力、變形能力和耗能能力，減小約束拉桿間距能明顯提高構(gòu)件的抗震性能。（2）編制了考

7、慮材料泊松比變化的子程序，考慮了混凝土材料損傷、鋼管和核心混凝土的粘結(jié)滑移、鋼管殘余應(yīng)力及鋼管的初始缺陷，完善了有限元軟件ABAQUS中的計算模型，利用試驗結(jié)果驗證有限元模型。在此基礎(chǔ)上，研究了帶約束拉桿矩形鋼管混凝土柱在往復(fù)荷載下的工作機理，并分析了核心混凝土截面應(yīng)力分布及鋼管與混凝土之間的接觸應(yīng)力，進一步提出了約束拉桿在塑性鉸區(qū)的設(shè)置高度。（3）基于OpenSees平臺，分析模擬了帶約束拉桿方形和矩形鋼管混凝土短柱的滯回曲線，分析了軸壓比、鋼管壁厚、鋼管屈服強度、混凝土強度、約束拉桿間距、長細比及截面長寬比等參數(shù)對滯回曲線的影響規(guī)律

8、，采用參數(shù)擬合法并結(jié)合鋼管混凝土恢復(fù)力模型的相關(guān)理論，建立了帶約束拉桿方形和矩形鋼管混凝土短柱的恢復(fù)力模型，確定了卸載剛度和滯回準則，提出的恢復(fù)力模型與試驗結(jié)果吻合較好，并給出了恢復(fù)力模型的適用范圍。（4）