方中空夾層鋼管混凝土柱在壓扭受力下的研究.pdf

1、中空夾層鋼管混凝土是在兩個(gè)同心放置的鋼管之間灌注混凝土而形成的構(gòu)件,它可用于高層建筑、高架橋橋墩、輸變電桿塔、風(fēng)力發(fā)電支架等對(duì)抗震性能和抗彎剛度方面有較高要求的結(jié)構(gòu)。中空夾層鋼管混凝土的內(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,外管為方形、內(nèi)管為圓形的中空夾層鋼管混凝土構(gòu)件,既有利于梁柱節(jié)點(diǎn)的連接,又有利于防止內(nèi)管發(fā)生局部屈曲,本文對(duì)這種截面組合形式的方中空夾層鋼管混凝土構(gòu)件在純扭以及壓扭復(fù)合受力下的力學(xué)性能進(jìn)行了研究。

2、
　　研究中空夾層鋼管混凝土柱的純扭及壓扭性能可作為研究彎扭、壓彎扭及壓彎剪扭復(fù)雜受力狀態(tài)下力學(xué)性能的重要參考。本文從試驗(yàn)和理論兩個(gè)方面對(duì)方中空夾層鋼管混凝土構(gòu)件在純扭以及壓扭受力狀態(tài)下的力學(xué)性能進(jìn)行了較深入的研究,并在參數(shù)分析的基礎(chǔ)上提出了方中空夾層鋼管混凝土純扭、壓扭構(gòu)件抗扭極限承載力的實(shí)用計(jì)算方法。具體工作如下:
　　1.總結(jié)了目前國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究成果,確定了本文研究方中空夾層鋼管混凝土柱在純扭以及壓扭受力狀態(tài)下力學(xué)性能

3、的試驗(yàn)方案和理論分析方法。
　　2.以名義含鋼率和空心率為變化參數(shù),設(shè)計(jì)了4根方中空夾層鋼管混凝土試件和1根實(shí)心方鋼管混凝土試件,對(duì)其在純扭受力狀態(tài)下的力學(xué)性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究;以長(zhǎng)細(xì)比、軸壓比和空心率為主要變化參數(shù),設(shè)計(jì)了6根方中空夾層鋼管混凝土試件和1根實(shí)心方鋼管混凝土試件,對(duì)其在壓扭受力狀態(tài)下的力學(xué)性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究;并詳細(xì)分析了試驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果。
　　3.采用有限元軟件ABAQUS計(jì)算并得到了本文試驗(yàn)中的純扭、壓扭構(gòu)件的

4、扭矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系曲線(xiàn),并將其與試驗(yàn)結(jié)果作了比較,二者吻合良好,說(shuō)明了本文有限元計(jì)算方法的可靠性。運(yùn)用該方法,對(duì)典型構(gòu)件在純扭以及壓扭受力狀態(tài)下的工作機(jī)理進(jìn)行了研究。
　　4.對(duì)影響方中空夾層鋼管混凝土純扭、壓扭構(gòu)件扭矩-轉(zhuǎn)角曲線(xiàn)的主要因素進(jìn)行了詳細(xì)的分析。在此基礎(chǔ)上,提出了方中空夾層鋼管混凝土純扭構(gòu)件抗扭承載力簡(jiǎn)化計(jì)算公式以及壓扭構(gòu)件承載力相關(guān)方程。該方法與試驗(yàn)結(jié)果和有限元計(jì)算結(jié)果符合良好,是一種可靠的計(jì)算方法,可供工程設(shè)計(jì)提供參考