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随着技术和经济的发展,钢管混凝土结构在实践中越来越广泛。钢管混凝土充分利用了钢管和混凝土材料的优点,具有承载力高、塑性和韧性好、施工方便、经济效益好等特点。钢管和混凝土两种材料具有不同的变形特性,普通钢管混凝土在正常使用阶段,钢管与核心混凝土的协同作用发挥不好,核心混凝土并非处于三向受压状态,普通钢管混凝土中钢管对核心混凝土的约束作用没有得到充分的发挥。本文提出了一种新的预应力施加方式,在初始阶段通过液压对钢管混凝土施加预应力,使核心混凝土在全过程工作阶段都受到钢管的约束处于三向围压状态,从而改善钢管混凝土的力学性能。本文提出的液压预应力施加方法可实现钢管混凝土预应力的主动定量施加,所得预应力值稳定可靠。本文通过试验和理论分析,研究了液压预应力钢管混凝土短柱受压力学性能。主要研究内容如下:(1)独立设计和制作了液压预应力钢管和加压装置,开展了液压预应力钢管混凝土可行性分析试验研究。独立设计与制作的液压预应力钢管,可以承受10MPa以上的液压预应力,且持荷效果良好,应力损失较小,满足试验需要;通过加压装置与钢管连接,可实现主动定量施加液压预应力;将水代替混凝土灌入钢管内,采用液压法施加预应力,进行液压预应力钢管的可行性试验研究;通过试验结果与理论分析的对比,验证了液压预应力钢管混凝土整套装置的可行性和可靠性。(2)开展了6根液压预应力钢管混凝土短柱和2根普通钢管混凝土短柱的轴心受压对比试验,研究了不同液压预应力下钢管混凝土短柱力学性能。结果表明:液压预应力能改善钢管混凝土短柱轴压的力学性能,正常使用阶段刚度提升,核心混凝土开裂得到很好的延迟,更好地发挥钢管混凝土的力学性能。(3)开展了6根液压预应力钢管混凝土的预应力损失试验研究。结果表明:在采用非特殊设施的条件下,预应力损失在20%以内,验证了整套装置的可靠性,证明及分析了液压法施加预应力的可行性。(4)采用纤维模型法,建立基本假定,建立了液压预应力钢管混凝土的数值分析模型,编制了液压预应力混凝土短柱轴压全过程分析程序,与试验实测结果吻合良好。深入分析了钢管应力变化全过程,核心混凝土应力变化全过程以及钢管与核心混凝土之间相互作用下紧箍力变化全过程,较为深入的揭示了液压预应力混凝土轴压工作机理。