【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)點是分不開的,例如輕質(zhì)高強、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)中施加預應力荷載,這大幅提高了鋼材的利用率。預應力承壓柱構(gòu)件就是其中的一種,在橫撐和預應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)中得到了廣泛的認可。預應力承壓柱是指在中間核心柱的周圍利用橫撐并利用預應力拉索對橫撐施加橫向約束,從而降低承壓柱的計算長度,從而提高預應力承壓柱軸向穩(wěn)定性的一種運用預應力技術(shù)進行提高承載力承壓柱類型。本文在查閱和總結(jié)相關(guān)預應力撐桿柱的研究內(nèi)容的基礎上,對預應力撐桿柱的橫撐形式以及預應力拉索的方向進行改進,提出雙轉(zhuǎn)向預應力撐盤柱。本文提出的改進的預應力柱的形式,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)向預應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,進一步增強了預應力柱的經(jīng)濟性。同時,考慮到傳統(tǒng)預應力柱試驗失敗的原因為在連接處被拉斷,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)預應力柱的穩(wěn)定理論和穩(wěn)定計算方法,利用預應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應力柱、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)值模擬進行了詳細分析。觀察不同預應力下四種模型的彈性屈曲結(jié)果,分析最優(yōu)預應力約束下的模型的屈曲模態(tài)云圖,并對相應模態(tài)下的雙轉(zhuǎn)向撐盤柱進行細部應力云圖分析。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)向預應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應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)向預應力撐盤柱進行比較分析,考慮預應力大小、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)。對不同預應力值下雙轉(zhuǎn)向撐盤柱彈性屈曲荷載值進行了記錄,并得出相應變化規(guī)律;對轉(zhuǎn)向盤位置的影響進行了分析,得出結(jié)屈曲荷載最佳值位置;對轉(zhuǎn)向盤大小的影響進行了研究,并得出相應規(guī)律。最終根據(jù)分析結(jié)果,結(jié)合工程實際選取最優(yōu)方案。
【學位授予單位】：吉林建筑大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：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 預應力柱形式Figure 1-2 Prestressed column主要研究內(nèi)容如下：

(a) (b) (c) (d)圖 2-1 多道橫撐預應力承壓柱計算模型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當預應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，利用彈性小變形進行理論推導，得出拉

【參考文獻】

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本文編號：2771734