【摘要】：鋼結(jié)構(gòu)近些年得到了快速的發(fā)展,和它本身具備的一些優(yōu)點(diǎn)是分不開的,例如輕質(zhì)高強(qiáng)、施工方便等。目前很多結(jié)構(gòu)工程師為了改善鋼結(jié)構(gòu)的性能,降低鋼結(jié)構(gòu)在荷載作用下的變形,在鋼結(jié)構(gòu)中施加預(yù)應(yīng)力荷載,這大幅提高了鋼材的利用率。預(yù)應(yīng)力承壓柱構(gòu)件就是其中的一種,在橫撐和預(yù)應(yīng)力拉索的作用下很大程度上提高了結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定性,故在結(jié)構(gòu)中得到了廣泛的認(rèn)可。預(yù)應(yīng)力承壓柱是指在中間核心柱的周圍利用橫撐并利用預(yù)應(yīng)力拉索對橫撐施加橫向約束,從而降低承壓柱的計(jì)算長度,從而提高預(yù)應(yīng)力承壓柱軸向穩(wěn)定性的一種運(yùn)用預(yù)應(yīng)力技術(shù)進(jìn)行提高承載力承壓柱類型。本文在查閱和總結(jié)相關(guān)預(yù)應(yīng)力撐桿柱的研究內(nèi)容的基礎(chǔ)上,對預(yù)應(yīng)力撐桿柱的橫撐形式以及預(yù)應(yīng)力拉索的方向進(jìn)行改進(jìn),提出雙轉(zhuǎn)向預(yù)應(yīng)力撐盤柱。本文提出的改進(jìn)的預(yù)應(yīng)力柱的形式,提出了一種新的約束形式,改變傳統(tǒng)的不考慮端部因素的承壓柱分析方法,雙轉(zhuǎn)向預(yù)應(yīng)力撐盤柱在考慮中間彎曲變形的同時還利用了端部約束,極大的提高了承壓柱的承載能力,進(jìn)一步增強(qiáng)了預(yù)應(yīng)力柱的經(jīng)濟(jì)性。同時,考慮到傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力柱試驗(yàn)失敗的原因?yàn)樵谶B接處被拉斷,因此本文鋼筋在連接部位采用滑動形式。本文主要研究內(nèi)容有:首先本文介紹了不同形式柱的失穩(wěn)形式,簡要論述了有關(guān)預(yù)應(yīng)力柱的穩(wěn)定理論和穩(wěn)定計(jì)算方法,利用預(yù)應(yīng)力索撐等效彈簧剛度理論公式證明優(yōu)化的正確性。并對本文的研究對象無預(yù)應(yīng)力柱、單橫隔撐桿柱、三橫隔撐桿柱與本文的研究對象雙轉(zhuǎn)向撐盤柱的數(shù)值模擬進(jìn)行了詳細(xì)分析。觀察不同預(yù)應(yīng)力下四種模型的彈性屈曲結(jié)果,分析最優(yōu)預(yù)應(yīng)力約束下的模型的屈曲模態(tài)云圖,并對相應(yīng)模態(tài)下的雙轉(zhuǎn)向撐盤柱進(jìn)行細(xì)部應(yīng)力云圖分析。數(shù)值模擬結(jié)果說明轉(zhuǎn)向撐盤的加入提高了核心鋼柱穩(wěn)定承載力和剛度,得出雙轉(zhuǎn)向預(yù)應(yīng)力柱是普通承壓柱承載力的4.51倍,是目前常用的單橫隔預(yù)應(yīng)力柱特征值屈曲荷載的2.43倍,非線性屈曲荷載的2.17倍。并對雙轉(zhuǎn)向預(yù)應(yīng)力撐盤柱進(jìn)行比較分析,考慮預(yù)應(yīng)力大小、轉(zhuǎn)向盤位置分布以及轉(zhuǎn)向盤大小等不同變量情況下承載力的變化,找出最佳參數(shù)。對不同預(yù)應(yīng)力值下雙轉(zhuǎn)向撐盤柱彈性屈曲荷載值進(jìn)行了記錄,并得出相應(yīng)變化規(guī)律;對轉(zhuǎn)向盤位置的影響進(jìn)行了分析,得出結(jié)屈曲荷載最佳值位置;對轉(zhuǎn)向盤大小的影響進(jìn)行了研究,并得出相應(yīng)規(guī)律。最終根據(jù)分析結(jié)果,結(jié)合工程實(shí)際選取最優(yōu)方案。
【學(xué)位授予單位】：吉林建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU394
【圖文】：

（a）單橫隔 (b)三橫隔 (c)撐桿形式 (d)雙轉(zhuǎn)向撐盤 (e)撐盤形式圖 1-2 預(yù)應(yīng)力柱形式Figure 1-2 Prestressed column主要研究內(nèi)容如下：

(a) (b) (c) (d)圖 2-1 多道橫撐預(yù)應(yīng)力承壓柱計(jì)算模型Figure 2-1 Calculation model of prestressed bearing column with multiple transversebracing

圖 2-2 對稱屈曲模態(tài)Figure 2-2 Symmetric buckling mode當(dāng)預(yù)應(yīng)力承壓柱在軸心受壓荷載下產(chǎn)生的屈曲失穩(wěn)模式為對稱失穩(wěn)時，其側(cè)形位移產(chǎn)生變形而不產(chǎn)生轉(zhuǎn)角變形，利用彈性小變形進(jìn)行理論推導(dǎo)，得出拉

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2771734