圓中空夾層鋼管混凝土柱在壓彎扭復合受力下的研究.pdf

1、中空夾層鋼管混凝土是在兩個同心放置的鋼管之間灌注混凝土而形成的構(gòu)件,具有承載力高、塑性和韌性好、施工方便、耐火性能好、抗彎剛度大、自重輕等特點。由于內(nèi)、外鋼管可采用圓、方、矩形或其他截面形狀鋼管的兩兩組合,因此中空夾層鋼管混凝土的截面形式具有多種形式。本文主要研究內(nèi)外鋼管都采用圓形截面的組合形式,稱之為圓中空夾層鋼管混凝土。
　　研究中空夾層鋼管混凝土柱的壓扭、壓彎扭性能是進行壓彎剪扭復雜受力狀態(tài)下力學性能研究的基礎。本文將從理論

2、和試驗兩個方面較深入地研究圓中空夾層鋼管混凝土壓扭、壓彎扭構(gòu)件的力學性能,并在參數(shù)分析的基礎上提出了圓中空夾層鋼管混凝土壓扭、壓彎扭構(gòu)件承載力相關(guān)曲線計算公式,具體進行了以下幾個方面的工作:
　　1.對目前國內(nèi)外相關(guān)研究成果進行了解,并確定了本文圓中空夾層鋼管混凝土柱在壓扭、壓彎扭受力狀態(tài)下力學性能的理論分析方法和試驗方案。
　　2.以軸壓比和長細比為主要變化參數(shù),進行了7個圓中空夾層鋼管混凝土、2個圓實心鋼管混凝土壓扭構(gòu)件

3、試驗研究,以及6個圓中空夾層鋼管混凝土壓彎扭試驗,并分析了試驗數(shù)據(jù)與結(jié)果。
　　3.利用有限元軟件ABAQUS對鋼管混凝土壓扭、壓彎扭構(gòu)件的扭矩-轉(zhuǎn)角曲線進行了計算,并把有限元計算結(jié)果與試驗結(jié)果進行比較,通過現(xiàn)有的試驗結(jié)果證明有限元計算方法和計算結(jié)果是正確的,在此基礎上,再對壓扭、壓彎扭受力狀態(tài)下圓中空夾層鋼管混凝土的扭矩-轉(zhuǎn)角全過程進行了分析,從構(gòu)件的破壞形態(tài)、受力全過程中的鋼管和夾層混凝土的工作狀態(tài)、鋼管與夾層混凝土之間的相互

4、作用等方面較為深入地揭示了圓中空夾層鋼管混凝土壓扭、壓彎扭構(gòu)件的工作機理。
　　4.壓扭構(gòu)件從名義含鋼率、內(nèi)外鋼管屈服強度、混凝土強度、空心率、長細比等主要參數(shù)對圓中空夾層鋼管混凝土扭矩-轉(zhuǎn)角曲線的影響規(guī)律進行分析。在此基礎上,提出圓中空夾層鋼管混凝土壓扭構(gòu)件N/Nu-T/Tu相關(guān)曲線計算公式,為工程設計提供參考。
　　5.采用有限元計算方法對鋼管混凝土壓彎扭構(gòu)件的扭矩-轉(zhuǎn)角曲線進行計算,在此基礎上,通過對大量圓中空夾層壓彎