现代竹结构钢套外露式柱脚承载性能数值分析
现代竹结构是一种以胶合竹材为主要建筑材料，以现代工程力学、试验学、工程抗震学等理沦为基础的一种新型环保结构。柱脚是连接上部柱子和下部基础或承台的重要节点，它承载了结构上部荷载并将轴力、弯矩和剪力传递到基础或承台，柱脚不仅是决定底层钢柱稳定承载力的一个主要因素，同时也是直接关系到结构整体的内力分布状况与变形性能。传统柱脚所用的钢筋混凝土材料太过耗能，且污染严重，所以使用新型环保材料现代竹结构应用在传统柱脚形式中正是本文的一个创新点。本文主要研究内容如下: 首先，本文对柱脚的类型、特点、研究现状和设计准则进行了分析介绍。 其次，本文采用有限元软件ANSYS作为柱脚承载力数值分析的主要工具。简述了柱脚模型各构件所采用的单元类型和柱脚模型的求解方法，并对有限元软件对其分析的有效性进行了验证。 然后，本文使用有限元软件建立了以现代胶合竹为柱子，外部采用钢套管围绕，在套管四周设置加劲肋支承，并在套管底部延伸底板，在底板四个方向使用四颗锚栓将其固定在混凝土基础上的外露式柱脚模型，并采用逐步加载的方式分别对其加载初期、中期和后期进行了对比分析。分析结果表明:柱脚模型主要为承压构件，而套管作为竹柱传递荷载的首要部位，底部容易出现因竹柱发生压碎而产生的挤压变形，而加劲肋的存在就极大的提高了柱脚模型的稳定性，总体而言，各个构件的相互作用是柱脚模型发挥正常作用的必要条件。 最后，本文建立了11组柱脚模型，分别分析了加劲肋设置的方式、套管的高度和厚度变化以及加劲肋厚度的变化等对柱脚模型的受力性能产生的影响。分析结果表明:所以设置加劲肋是必要的，它的存在可在很大程度上提高柱脚节点的稳定性;套管高度的减小，会使套管、加劲肋和底板的受力范围变大，同时最大应力值处的应力值减小幅度较大，所以，套管高度不宜过小;套管厚度的变化，同样会使套管、加劲肋和底板的受力范围发生变化，其中套管厚度变小时，会对柱脚的稳定性不利，所以套管的厚度应控制在一定范围内，不宜过小;与套管厚度变化的结果相似，加劲肋的厚度减小，同样会对柱脚模型的稳定性带来不利影响，而厚度加大虽然会加强整体模型的稳定性，但在现实中并不提倡，因此，加劲肋的厚度不宜过大也不宜过小。
现代竹结构;外露式柱脚;钢套管;承载性能;数值分析
重庆交通大学
硕士
建筑与土木工程
王承启
2015
中文
TU366.1
76
2015-11-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）