薄壁鋼管輕骨料混凝土軸壓短柱承載力研究.pdf

1、薄壁鋼管輕骨料混凝土是隨著現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)材料發(fā)展要求而出現(xiàn)的新的組合結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)具有承載力高、塑性和韌性好、施工方便、耐火性能高、抗震性能好和經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn),因此該結(jié)構(gòu)在工程實(shí)踐中具有較廣闊的應(yīng)用前景,尤其在多低層建筑中的應(yīng)用。而薄壁鋼管輕骨料混凝土的研究工作才剛剛起步,有關(guān)該方面的研究也較少,尚未形成相關(guān)的規(guī)范和規(guī)程。進(jìn)行該結(jié)構(gòu)體系軸壓力學(xué)性能的理論研究,對(duì)該結(jié)構(gòu)體系的進(jìn)一步研究是十分必要的。
　　 本文運(yùn)用統(tǒng)一強(qiáng)度理論對(duì)薄壁

2、鋼管輕骨料混凝土構(gòu)件的力學(xué)性能和相應(yīng)的承載力計(jì)算方法等進(jìn)行理論研究,并對(duì)其進(jìn)行數(shù)值模擬,主要工作和結(jié)論有:
　　 1、運(yùn)用統(tǒng)一強(qiáng)度理論,考慮中間主應(yīng)力的影響,引入?yún)?shù)αu、βu確定薄壁鋼管在極限荷載時(shí)的環(huán)向拉應(yīng)力σθ,縱向壓應(yīng)力σz和徑向壓應(yīng)力σr,并考慮輕骨料混凝土與普通混凝土多軸強(qiáng)度準(zhǔn)則差異的影響,推導(dǎo)出圓形薄壁鋼管輕骨料混凝土軸壓短柱的極限承載力公式；考慮薄壁鋼板的冷彎效應(yīng)和有效寬度,采用等效截面方法推導(dǎo)出方形、八邊形薄壁

3、鋼管輕骨料混凝土軸壓短柱的極限承載力公式。將本文計(jì)算結(jié)果與文獻(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,結(jié)果吻合良好,表明將統(tǒng)一強(qiáng)度理論運(yùn)用于薄壁鋼管輕骨料混凝土軸壓短柱承載力計(jì)算是可行的。同時(shí),本文推導(dǎo)公式只要合理的選擇a、b和k的值,選用相應(yīng)的屈服準(zhǔn)則,就能適用于普通鋼管輕骨料混凝土和自應(yīng)力鋼管輕骨料混凝土軸壓短柱的承載力計(jì)算,為鋼管輕骨料混凝土的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一定的理論依據(jù)。
　　 2、分析鋼管混凝土粘結(jié)強(qiáng)度的基本機(jī)理,從理論上推導(dǎo)出鋼管與混凝土

4、界面間的粘結(jié)滑移本構(gòu)關(guān)系；根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,通過(guò)線性統(tǒng)計(jì)回歸得到了考慮長(zhǎng)細(xì)比、徑厚比、套箍指標(biāo)等影響因素的薄壁鋼管輕骨料混凝土極限粘結(jié)強(qiáng)度的計(jì)算公式?；诮y(tǒng)一強(qiáng)度理論,考慮鋼管混凝土界面間的粘結(jié)滑移作用,推導(dǎo)出薄壁鋼管輕骨料混凝土軸壓短柱承載力計(jì)算公式。通過(guò)理論計(jì)算可知粘結(jié)滑移作用對(duì)薄壁鋼管輕骨料混凝土軸壓短柱極限承載力的影響不顯著。
　　 3、采用大型有限元分析軟件ANSYS對(duì)薄壁鋼管輕骨料混凝土軸壓短柱的應(yīng)力.應(yīng)變關(guān)系曲線和應(yīng)力