常用金屬管混凝土柱力學(xué)性能的試驗和理論研究.pdf

1、鋼管混凝土是將混凝土填充到鋼管中而形成一種新的組合結(jié)構(gòu)，具有承載力高、塑性韌性好、施工方便等特點，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到我國的建筑工程中。鋼管混凝土具有諸多的優(yōu)點，同時也具有一定的缺點。隨著工程中高層建筑以及大跨度結(jié)構(gòu)的發(fā)展，普通鋼材難以滿足工程需求，并且鋼材易受腐蝕作用的影響，帶來了大量的后期維護工作，增加了財力和物力的損耗，所以我們有必要采用新型材料來代替普通鋼材，以彌補其缺點。
　　目前對普通鋼管混凝土的研究已經(jīng)非常深入，國內(nèi)外也

2、逐漸開始了常用金屬管混凝土的研究，但主要集中在常用金屬管混凝土短柱的力學(xué)性能的研究，局限在與普通鋼管混凝土的設(shè)計公式的比較，很少涉及有從理論上提出常用金屬管混凝土的設(shè)計公式，并且對常用金屬管混凝土長柱的研究也是寥寥無幾，制約了其應(yīng)用。針對上述狀況，本文的工作及成果如下：
　　1)首先對常用金屬管混凝土短柱進行了軸壓試驗，觀察其破壞模態(tài)，并進行了試驗結(jié)果分析。對常用金屬管混凝土中的鋼材和混凝土也進行了材料性能測試的試驗，得到了鋼管的

3、強度、彈性模量和泊松比及混凝土的抗壓強度。
　　2)利用 ABAQUS有限元軟件建立了常用金屬管混凝土的模型進行模擬，模擬結(jié)果與試驗結(jié)果對比吻合良好，證明了模型的正確性和可行性，確定了常用金屬管混凝土在有限元建模中的本構(gòu)關(guān)系和正確的參數(shù)。
　　3)驗證了普通鋼管混凝土設(shè)計公式對高強鋼管混凝土和不銹鋼管混凝土的適用性。在本課題組余敏博士的鋼管混凝土組合強度彈性階段的解析解基礎(chǔ)上，通過彈塑性理論推導(dǎo)得到了鋁合金管混凝土的組合強度

4、設(shè)計公式。并將公式與鐘善桐老師的承載力計算公式進行了統(tǒng)一。并與試驗結(jié)果和有限元結(jié)果進行對比，驗證了公式的正確性。在這部分工作的基礎(chǔ)上，分別給出了常用高強鋼管混凝土、不銹鋼管混凝土和鋁合金管混凝土的強度指標(biāo)表。
　　4)分析了常用金屬管混凝土長柱的力學(xué)性能，根據(jù)國外研究學(xué)者對高強鋼材初始缺陷的分析，推導(dǎo)了高強鋼管混凝土穩(wěn)定系數(shù)的計算公式。分析了不銹鋼的截面類型選擇了合適的初始缺陷系數(shù)。根據(jù)《鋁合金結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》中鋁合金的初始缺陷系數(shù)