高强方钢管高强混凝土轴压中长柱力学性能研究

《高强方钢管高强混凝土轴压中长柱力学性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：学校代码：10153UDC：密级：公开硕士学位论文高强方钢管高强混凝土轴压中长柱力学性能研究作者姓名：朱博文入学年份：2013年9月指导教师：李帼昌教授学科专业：结构工程申请学位：工学硕士所在单位：土木工程学院论文提交日期：2015年11月论文答辩日期：2015年12月学位授予日期：2016年01月答辩委员会主席：梁力教授答辩委员会组成：梁力张海霞许伟隋伟宁王占飞论文评阅人：王述红许伟硕士研究生学位论文摘要I摘要随着钢管混凝土理论研究的成熟，其在工程领域已被较为广泛地应用。方钢管混凝土和圆钢管混凝土相比，承

2、载力虽然没有圆钢管混凝土高，但由于其本身具有截面抗弯刚度大、节点构造简单以及易于装修等优点，最近几十年来国内外对方钢管混凝土进行了大量的研究工作，实际工程中的应用也不断增加。高强混凝土具有强度大、刚度大、耐久性好等优点；高强钢材不仅强度高而且具有良好的可焊性能和韧性，两种材料的结合有着一加一大于二的效果。本文在高强方钢管高强混凝土中长柱轴心受压试验研究的基础上，运用合理的材料本构关系模型，利用ABAQUS建立高强方钢管高强混凝土中长柱的模型；将有限元分析的结果同试验结果对比分析，得到其破坏模式、应力-应变关系曲线、

3、荷载-跨中挠度关系曲线以及承载力随长细比变化的关系曲线等等，在此基础上进行构件的受力全过程分析，得出中长柱与长柱的界限长细比；深入研究构件在破坏过程中混凝土和钢管的受力、变形以及约束力的变化特点，分析了含钢率、混凝土和钢材强度的变化对构件受力性能的影响；并研究高强方钢管高强混凝土当中两种材料的优化组合问题；最后，对比分析了各国规范承载力计算公式应用于高强方钢管高强混凝土中长柱的适用情况。研究结果表明，高强方钢管高强混凝土中长柱的极限承载力随长细比的加大呈现出下降的趋势，高强方钢管高强混凝土轴压中长柱在发生弹性失稳破

4、坏的界限长细比为85.45；改变核心混凝土强度造成改变稳定系数的原因并非核心混凝土强度的改变，而是在于核心混凝土极限承载力所对应的极限应变的改变；核心混凝土强度等级对高强方钢管高强混凝土轴压构件初始刚度的影响不大，对极限承载力影响较大，可以较为明显地改善构件的后期延性；钢管屈服强度对构件的初始刚度和延性影响不大，对极限承载力影响较大；含钢率的改变对初始刚度与极限承载力影响较为明显；在一定范围内，构件的极限承载力随着含钢率的增加而增加，有限元分析得到的最优含钢率为0.1159；利用各国规范计算高强方钢管高强混凝土的计

5、算结果与实测值吻合良好，对于长细比较小的柱子，美国钢结构协会规程（AISC）的计算精度最高；随着长细比的增大，我国钢管混凝土结构技术规范（GB50936-2014）计算出的结果与实测值吻合度最高；高强方钢管高强混凝土当中两种材料的优化组合的依据的条件就是：高强钢管的屈服应变小于核心混凝土的峰值应变。关键词：高强方钢管高强混凝土；有限单元法；试验研究；轴心受压中长柱；界限长细比摘要硕士研究生学位论文硕士研究生学位论文AbstractIIIAbstractWiththematurityofthetheoryresear

6、chofconcretefilledsteeltube(CFST),ithasbeenwidelyusedinthecivilengineering.Comparedwiththeroundconcretefilledsteeltube(RCFST),thesquareconcretefilledsteeltube(SCFST)doesn’thaveagoodbearingcapacityaswell.Butithasalotofadvantagessuchaslargecross-sectionbendingri

7、gidity,easytorepair,andsoon.Inrecentyears,theSCFSThasbeenstudiedinalotofresearchwork,andtheapplicationofitisincreasing.Highstrengthconcretehastheadvantagesofhighstrength,highrigidityandgooddurability.Highstrengthsteelhastheadvantagesofhighstrength,goodweldingp

8、erformanceandtoughness.Thecombinationofthetwomaterialshastheeffectofamplifyingtheeffectoftheindividual.BasedontheexperimentalstudyoftheHigh-strengthConcreteFilledHigh-strengthSteel