钢管混凝土框架结构的静力和动力弹塑性分析

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钢管混凝土由钢材和混凝土两种材料组合而成。钢材虽然具有各向同性、力学性能稳定、强度较高等优点,但是也存在着许多缺点限制了它的应用;而混凝土则是抗压性能较好、可塑性高、价格相对比较低,可是它的抗拉性很差。由于钢管混凝土中的两个材料在受力过程的相互作用,使钢管混凝土结构具有较好的受力性能,从而得到广泛应用。因此,可以看出对钢管混凝土进行静力和动力弹塑性分析是十分必要的。本文在前人研究的基础上,利用“钢管混凝土统一理论”,采用采用轴压刚度等效法和抗弯刚度等效法对钢筋混凝土结构进行钢管混凝土结构等效,运用有限元分析软件Sap2000对其进行静力弹塑性和动力弹塑性分析,探讨了钢管混凝土结构的抗震性能。本文的研究主要包括以下几个部分:1.将三个不同层数的钢筋混凝土中的柱子采用轴压刚度等效法和抗弯刚度等效法进行钢管混凝上结构等效,对等效后的钢管混凝土结构进行性能评估。2.对三个钢筋混凝土结构模型以及等效后六个钢管混凝土结构模型进行静力弹塑性Pushover分析,观测各结构模型在性能点处的剪力、位移和塑性铰的分布情况,通过对结构楼层位移和层间位移的对比分析,验证钢管混凝土结构的抗震性能。3.运用有限元分析软件Sap2000,对钢管混凝土结构、钢筋混凝土结构进行非线性动力计算和对比。通过对比分析,可得知钢管混凝土结构在多遇地震作用下抗震性能的优越性不能完全体现出来,罕遇地震作用下钢管混凝土结构的抗震优势较为明显,并且楼层较高时这一点更为明显。
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