【摘 要】
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方钢管混凝土由于其形状简单、便于节点连接、建筑布局规则等优点被广泛运用于实际工程中。相较于圆钢管混凝土,方钢管对核心混凝土的约束主要集中在角部和中心区域,而钢管边对混凝土的约束较弱,是一种非均匀约束,约束效果不如圆钢管混凝土,这严重限制了其在实际工程中的运用。为解决这类问题,通过在方钢管中内置高强螺旋箍筋约束核心混凝土能显著提高方钢管混凝土承载力和变形能力。通过试验的方法得出高强螺旋箍筋对方钢管混
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方钢管混凝土由于其形状简单、便于节点连接、建筑布局规则等优点被广泛运用于实际工程中。相较于圆钢管混凝土,方钢管对核心混凝土的约束主要集中在角部和中心区域,而钢管边对混凝土的约束较弱,是一种非均匀约束,约束效果不如圆钢管混凝土,这严重限制了其在实际工程中的运用。为解决这类问题,通过在方钢管中内置高强螺旋箍筋约束核心混凝土能显著提高方钢管混凝土承载力和变形能力。通过试验的方法得出高强螺旋箍筋对方钢管混凝土的影响,需要进行大量的试验才能得出准确的结论,这样不仅耗时耗力,而且成本较高。本文通过有限元软件ABAQUS对内置高强螺旋箍筋方钢管混凝土构件进行有限元分析,经过与现有文献试验的结果对比验证有限元方法的正确性之后,进一步探究内置高强螺旋箍筋方钢管混凝土柱轴压、偏压工作机理,在此基础上进行参数分析,得出影响构件承载力的主要参数。这样不仅能节省大量试验成本,得出试验得不到的结论,为理论研究和相关工程应用提供参考依据。本文主要工作如下:(1)本文改进了约束相关的混凝土应力-应变关系模型,该模型能够很好的应用于螺旋箍筋约束方钢管混凝土的有限元分析中。(2)通过有限元建模对相关文献的试验进行有限元分析,将有限元计算结果和试验结果进行对比,模拟得到的结果荷载-位移曲线与试验得到的曲线对比吻合良好。(3)在有限元模型得到验证的情况下,对构件进行有限元工作机理分析,研究高强螺旋箍筋,方钢管,核心混凝土之间的协同工作机理。(4)利用ABAQUS软件研究混凝土强度、螺旋箍筋间距、螺旋箍筋强度、宽厚比、长细比、纵筋直径、螺旋箍筋约束区域直径等参数对构件轴压性能进行有限元分析;同时研究混凝土强度、螺旋箍筋间距、螺旋箍筋强度、宽厚比、长细比、纵筋直径、螺旋箍筋约束区域直径和偏心率等参数对构件偏压性能进行有限元分析。
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