桁架式鋼骨混凝土長柱正截面受壓承載力研究.pdf

1、近年來，為了滿足建筑工業(yè)化的需求，鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)以其各方面的優(yōu)勢開始被廣泛應(yīng)用于房屋與橋梁結(jié)構(gòu)中。桁架式鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)里的鋼骨架是將弦桿、腹桿、連接件以及節(jié)點(diǎn)板等通過焊接的方式連接成一個整體，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比它具有承載力高、剛度好、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn);與實(shí)腹式鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)比較它能節(jié)省鋼材，抗滑移能力比較強(qiáng)。因此，桁架式鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)可以很好的應(yīng)用到實(shí)際工程中去。目前桁架式鋼結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用于橋梁、支撐架工程中，但是將鋼桁架內(nèi)置于混凝土

2、結(jié)構(gòu)中應(yīng)用于建筑方面的理論研究在國內(nèi)外幾乎為空白。因此，有必要對桁架式鋼骨混凝土柱的受力性能進(jìn)行試驗(yàn)研究及有限元分析，本文主要研究了型鋼含量以及偏心距對桁架式鋼骨混凝土柱正截面承載能力的研究以及對其有限元分析，有助于完善其承載力設(shè)計理論。
　　本文結(jié)合國家自然科學(xué)基金項目《預(yù)制預(yù)應(yīng)力桁架式鋼骨砼框架承載性能研究》，設(shè)計制作了2根桁架式鋼骨混凝土軸壓柱和5根桁架式鋼骨混凝土偏壓柱進(jìn)行靜載試驗(yàn)及理論分析，觀察試驗(yàn)過程中裂縫的開展、裂縫

3、寬度的變化、側(cè)向撓度的變化以及其破壞形態(tài)，研究分析試件的開裂荷載、裂縫寬度、撓度變形、屈服荷載、極限荷載等等。同時，基于有限元軟件ABAQUS進(jìn)行有限元非線性分析，并將有限元分析結(jié)果與試驗(yàn)分析結(jié)果進(jìn)行了比較。
　　研究結(jié)果表明:
　　(1)軸壓柱的縱向角鋼先屈服，隨后混凝土被壓碎，試件宣告破壞;
　　(2)偏壓柱試驗(yàn)中，偏心距越大，混凝土受拉區(qū)越早出現(xiàn)橫向裂縫，繼續(xù)加荷載，受拉角鋼先屈服，繼續(xù)加載，受壓角鋼也達(dá)到受壓屈

4、服強(qiáng)度，隨后混凝土被壓碎，試件破壞;
　　(3)基于有限元分析方法獲得的荷載-位移曲線、極限荷載以及試件破壞形態(tài)均與試驗(yàn)結(jié)果吻合相對較好，說明基于ABAQUS對桁架式鋼骨混凝土柱的受力性能進(jìn)行了較為準(zhǔn)確的模擬，同時也驗(yàn)證了試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性;
　　(4)借鑒普通鋼筋混凝土柱的正截面受壓承載力公式，引入增大系數(shù)，并利用三軸受壓對混凝土的約束作用推導(dǎo)出能夠適用于本文的軸壓柱試件的受壓承載力公式;研究分析試件柱的二階效應(yīng)對偏壓柱的受