圓中空夾層鋼管輕集料混凝土軸壓柱受力性能研究.pdf

1、圓中空夾層鋼管輕集料混凝土柱是在內(nèi)、外兩個(gè)圓鋼管中間填充輕集料混凝土而形成的一種新鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)柱。因其承載力較高、質(zhì)量較輕、截面開展等特點(diǎn)，在橋梁工程、風(fēng)電塔架、高層結(jié)構(gòu)等工程領(lǐng)域有較好的應(yīng)用前景。前人關(guān)于圓中空夾層鋼管普通混凝土柱的研究已比較充分，但是關(guān)于圓中空夾層鋼管輕集料混凝土柱的研究還不多。本文通過 ANSYS有限元模擬和理論分析等方法對(duì)其在軸心荷載作用下的受力機(jī)理和極限承載力進(jìn)行研究，為此類構(gòu)件的設(shè)計(jì)和工程應(yīng)用提供一定參

2、考。
　　對(duì)圓中空夾層鋼管輕集料混凝土軸壓短柱進(jìn)行有限元計(jì)算，主要考慮外鋼管徑厚比、內(nèi)鋼管徑厚比、空心率、混凝土強(qiáng)度和鋼材強(qiáng)度等參數(shù)變化條件，得到軸壓荷載作用下的極限承載力。基于軸壓荷載作用下圓中空夾層鋼管輕集料混凝土短柱的受力全過程，分析極限狀態(tài)時(shí)的應(yīng)力分布，并研究其受力機(jī)理，得到破壞形態(tài)為材料破壞的結(jié)論。將統(tǒng)一強(qiáng)度理論應(yīng)用于圓中空夾層鋼管輕集料混凝土軸壓短柱的受力分析，獲得極限承載力計(jì)算公式。通過理論計(jì)算結(jié)果與有限元計(jì)算結(jié)果的

3、對(duì)比，驗(yàn)證了公式的準(zhǔn)確性。在大量試件有限元計(jì)算結(jié)果的基礎(chǔ)上分析各因素對(duì)極限承載力的影響，提出合理幾何參數(shù)設(shè)計(jì)建議為：外鋼管徑厚比為30～45，內(nèi)鋼管徑厚比為50～88，空心率為0.34～0.51。
　　對(duì)圓中空夾層鋼管輕集料混凝土中長柱進(jìn)行有限元計(jì)算，得到軸壓荷載作用下的極限荷載?；诟髟嚰奢d－應(yīng)變曲線、荷載－撓度曲線，并結(jié)合各階段鋼管和輕集料混凝土的受力情況，分析其受力機(jī)理，得到破壞形態(tài)為彈塑性失穩(wěn)破壞的結(jié)論。正交試驗(yàn)方法分析