钢管混凝土叠合柱局部受压的力学性能研究

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钢管混凝土叠合柱具有较高的承载力,优越的抗火性能,抗锈蚀能力以及抗震性能,因此钢管混凝土叠合柱是对传统钢管混凝土结构的升华,而局部受压是钢管混凝土叠合柱实际工程应用中常见的受力状态,如钢管混凝土叠合柱与网架连接处,该情况下钢管混凝土叠合柱则是受到来自球节点的局部荷载,而关于钢管混凝土叠合柱局部受压的这一方面的研究工作目前则尚未见报道,本文的研究目的在于利用有限元法明晰在局压荷载作用下钢管混凝土叠合柱的力学性能。本文主要从理论上较为深入地研究了钢管混凝土叠合柱在局压荷载作用下的工作机理并以系统的参数分析基础上明晰了钢管混凝土叠合柱局压荷载影响系数的变化规律,为在局压荷载作用下的钢管混凝土叠合柱的研究提供参考,研究结果表明:当局压面积比较小,钢管混凝土叠合柱的破坏主要由外围混凝土主导,随着局压面积比增大,逐渐由钢管内核心混凝土主导;局压面积比越大,钢管混凝土叠合柱受局压荷载的影响越显著,此外端板刚度越大会减弱构件受局压荷载的影响程度;通过分析各参数的影响发现局压面积比,外围混凝土强度,钢材屈服强度以及截面含钢管率对构件局压极限承载力的影响显著。本文具体进行了以下几个方面的工作:(1)本文利用有限元法建立了相应的有限元模型,并且利用本文给出的理论计算方法与以往研究者的试验结果对比,其吻合度良好,由此充分说明本文所建的有限元模型的可靠性。(2)采用本文给出的理论计算方法对钢管混凝土叠合柱局压构件的受力全过程进行细致分析。考察了局压面积比、荷载偏心率和端板刚度等因素对钢管混凝土叠合柱局压构件的影响。(3)系统分析混凝土强度,钢材屈服强度,箍筋间距,截面含钢管率,纵筋配筋率,偏心率以及局压面积比等参数对构件的影响。
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