摘 要

我国处于两大火山地震带之间，个别省份地震频发，造成了许多人力物力损失，汶川地震的惨痛教训更是令人叹惋，让我们意识到建筑抗震性能的重要性，因此研究一种新型材料对增强建筑抗震性能是很有必要的。钢套管混凝土柱，以钢套管作为柱的横向增强，能够约束和抗剪作用，可以对传统的混凝土柱的延性和抗震性能有较大提升，它是一种合适的材料以增强建筑的结构抗震性能。为了确认钢套管混凝土柱在抗震性能上的实际表现，研究钢套管混凝土柱中混凝土与钢材的相互作用机理，本文采用OpenSEES软件对钢套管混凝土柱模型进行分析研究。

本文首先通过大量的文献研究，介绍国内外套管混凝土柱的研究情况和相关概念，通过分析不同混凝土柱的滞回曲线，找出其优缺点和差异。通过进一步分析滞回曲线，展示了钢套管对于混凝土柱在地震作用下的变化，以及这种变化对于抗震性能的影响。最后分析了钢套管混凝土柱的影响后，提出了自己对于增强国家建筑抗震性能的思考和建议。

关键词：钢套管，钢筋混凝土，OpenSEES，抗震性能

Abstract

China is between the two major volcanic earthquake zones, with frequent earthquakes in some provinces, resulting in a lot of human and material losses. The tragedy of Wenchuan earthquake makes us realize the importance of building seismic performance. Therefore, it is necessary to study a new material to enhance the seismic performance of buildings. Steel casing concrete column, with steel casing as the lateral reinforcement of the column, can restrain and shear resistance, can greatly improve the ductility and seismic performance of the traditional concrete column. It is a suitable material to enhance the seismic performance of the building structure. In order to confirm the actual performance of steel casing concrete column in seismic performance and study the interaction mechanism of concrete and steel in steel casing concrete column, this paper uses OPENSEES software to analyze and study the steel casing concrete column model.

In this paper, through a large number of literature research, the domestic and foreign research situation and related concepts of casing concrete columns are introduced. Through analyzing the hysteretic curve of different concrete columns, the advantages, disadvantages and differences are found out. Through further analysis of the hysteretic curve, the change of the steel casing to the concrete column under the earthquake action and the influence of the change on the seismic performance are shown. Finally, after analyzing the influence of steel casing concrete columns, the author puts forward his own thinking and suggestions for strengthening the seismic performance of national buildings.

Key Words：steel thimble；armoured concrete；OpenSEES；seismic performance

目 录

第1章 绪论 2

1.1 研究的目的和意义 2

1.1.1研究目的 2

1.1.2研究意义 2

1.2 国内外研究现状 3

1.2.1国外研究现状 3

1.2.2国内研究现状 4

1.3 研究内容与方法 4

1.3.1研究内容 4

1.3.2研究方法 5

第2章 钢套管混凝土柱抗震性能概述 6

2.1相关概念 6

2.1.1钢套管混凝土柱的概念 6

2.1.2抗震性能介绍 6

2.2 OpenSEES介绍 6

2.3其他套管混凝土柱 7

2.4 滞回曲线的概念 7

第3章 三种混凝土柱的抗震性能实验分析 8

3.1普通钢筋混凝土柱抗震性能分析 8

3.2钢套管混凝土柱抗震性能分析 8

3.3 FRP材料套管抗震性能分析 9

3.4抗震性能对比分析 9

3.4.1普通混凝土柱与钢套管混凝土柱抗震性能对比 9

3.4.2普通混凝土柱与FRP套管混凝土柱抗震性能对比 10

3.4.3钢套管混凝土柱与FRP套管混凝土柱抗震性能对比 10

第4章 研究结论及建议 12

4.1研究结论 12

4.1.1钢套管混凝土柱抗震性能优越 12

4.1.2抗震性能对建筑的影响 12

4.2增强我国建筑抗震性能的建议 12

4.2.1合理设计 12

4.2.2部分建筑采用钢套管混凝土柱 13

4.2.3建筑与环境结合 13

结束语 14

参考文献 15

致 谢 16

第1章 绪论

1.1 研究的目的和意义

1.1.1研究目的

处于太平洋火山地震带和欧亚火山地震带之间的中国，地震频发，汶川地震更是给我国带来了巨大的人力物力资源损失，无数家庭分崩离析。悲剧给我们敲响了警钟，首先我们应该加强房屋和高层建筑的结构抗震性能评估和抗震性能鉴定工作，建筑的抗震性能好，在地震中人们的生命安全就能得到更好的保障。保证建筑结构严格符合抗震设计标准要求，严标准，高要求，做到小震不坏—结构处于弹性状态，中震可修—结构处于弹塑性状态，大震不倒—结构处于弹塑性大变形，部分产生破坏。我们还要加大抗震减灾中新式抗震技术和新型抗震结构的实际应用力度，利用新技术和新思路解决抗震问题，让建筑结构的抗震设计水准得到保障。此外，我们普及教育群众的地震求生自我保护安全知识，高层建筑更应加强建筑稳固性，保证结构延性，使建筑抗震性能有保障。

Tomii研究室，来自日本九州大学，于1985年第一次提出钢管与钢筋混凝土相结合的概念，以钢材作为混凝土的主要横向增强，引发了套管钢筋混凝土柱的研究风潮，十多年的发展研究中，钢套管混凝土柱取得了广泛的实际应用，在桥梁房屋建设方面都有着强化应用，形成了一种不可或缺的结构体系。而纤维增强复合材料（FRP）有着许多优点—质地轻，强度高，群众熟知的“玻璃钢”就是其中的一种，FRP材料自发展以来就一直是研究学者们的重点关注对象，已成为新型增强型组合结构不可避免的一个热门研究课题。因此，研究钢套管以及FRP套管混凝土柱的抗震性能有重大意义，而利用相关软件仿真方法进行研究对降低研究成本和危险性是很有必要的。