高强钢管混凝土T形柱局部稳定及截面承载力试验与理论研究

来源 :重庆交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ivwsige
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来,高强钢管混凝土柱由于其良好的力学性能和施工性而能在各类建筑结构和桥梁上广泛应用,但由于高强钢材的应用,减少了管壁的厚度,因此有更大的概率引起钢板局部屈曲。本文提出了一种新型钢管混凝土异形柱——在T形柱较宽边的钢板上设置波形,加大板平面外抗弯刚度,以有效延缓钢板局部屈曲,提高柱子承载力,使其充分发挥材料本身的力学性能。对高强波形钢管混凝土T形柱的力学性能进行了研究,包括波形板的弹性屈曲理论,轴向力作用下的T形柱力学性能的试验研究和理论分析。具体进行了以下四个方面的工作:
  (1)推导了波形钢板单侧受限弹性屈曲承载力公式,并通过ABAQUS有限元模拟对比验证;结合公式进行最优波形构造理论分析,为试验方案设计提供参考。
  (2)进行了5根T形空钢管短柱轴压试验,获得了普通T形空钢管轴压短柱和带波T形空钢管轴压短柱的荷载—位移关系曲线;观察并分析了两种T形空钢管柱的异同;研究了波形钢板对T形钢管混凝土柱力学性能的影响。进行了6根T形钢管混凝土短柱轴压试验,获得了普通钢管混凝土T形轴压短柱和波形钢管混凝土T形轴压短柱的荷载—位移关系曲线;观察并分析了两种T形钢管混凝土柱受压破坏过程的异同;研究了设置波形钢板对T形钢管混凝土柱力学性能的影响,将试验结果与各国规范进行比较,讨论了规范的适用性。
  (3)采用ABAQUS软件建立了T形空钢管柱和钢管混凝土短柱的有限元模型;在利用实验结果验证模型合理性的基础上,对带波T形钢管混凝土柱的工作机理进行了研究。
  (4)通过ABAQUS软件进行了系统的参数分析,研究了钢板宽厚比、钢材屈服强度、混凝土强度等参数对构件力学性能的影响;对大宽厚比条件下,钢材与混凝土的匹配关系进行研究;通过非线回归分析提出了大宽厚比下的T形钢管混凝土柱承载力计算公式。
其他文献
大量的研究表明桩土相互作用对桥梁的动力特性及地震响应都有较大影响,因此不可忽略其影响,但不同桩土相互作用计算模型所得到的计算结果差异有多大、采用一些简化的桩土相互作用计算模型会引起多大的计算误差等一些对工程设计具有重要意义的问题并没有得到很好解决,还需要注意的是桩土相互作用模型不仅对全桥地震响应有重要影响,更对桩本身的地震响应有很大影响。因此本文将重点研究这些问题,通过比较不同桩土相互作用模型计算
钢绞线作为核心受力构件大量运用于土木工程结构中,如预应力混凝土桥梁、斜拉桥拉索、拱桥吊杆等.一方面,长期服役状态下锚固钢绞线发生蠕变、松弛致使钢绞线应力水平严重退化.另一方面,预应力混凝土结构的的温升温降、收缩徐变均会导致预应力发生变化.长期运营后预应力钢绞线一定程度上遭受腐蚀、荷载冲击,剩余拉力下降,致使预应力混凝土桥梁跨中下挠过大、梁身开裂,严重时威胁桥梁安全,结构耐久性、安全性和承载能力严重
中央索面PC斜拉桥以其优美的造型、良好的受力性能、宽阔的行车视野等优点而日益受到当代设计师的青睐。随着社会的不断发展进步,交通量不断增加,产生偏载的可能性越来越高。众所周知,桥梁截面越宽,在偏载作用下结构所承受的扭矩就会越大,而中央索面形式布置的斜拉索几乎不能提供有效的抗扭刚度,若主梁抗扭能力不足,则会对施工和运营安全带来极大威胁,因此有必要对此类桥梁进行深入的研究。本文依托一座典型的中央索面PC
学位
钢筋混凝土桥梁在世界各地的公路、铁路工程中应用范围非常广泛。随着桥梁使用时间的累积,经济快速增长,交通量逐年提升,在车辆荷载的作用下,很多桥梁在未达到使用年限就产生影响正常使用的结构损伤,其中不乏因疲劳导致的。通过国内外众多学者研究,大都认可桥梁结构永久荷载在设计使用年限内,基本处于一个稳定的状态,变化幅度较小,且在桥梁结构的设计过程中对永久荷载作用有足够的安全储备,而车辆荷载是一种可变荷载,具有
工字型钢-混凝土组合梁桥应用混凝土和钢材两种材料,充分发挥混凝土的抗压特性与钢材的抗拉优势。但简化横梁构造的组合梁抗弯惯性矩与传统组合桥梁相比偏小,荷载分配作用需进一步明确;横联采用实腹式构造,惯性矩比传统的构造小,对其布置方法和横向稳定的贡献需进一步研究;为简化结构,取消了纵向联结系,风荷载作用下受力发生变化,需进一步明确。依据以上问题本文主要进行了以下几个方面的研究:  (1)搜集了国内外近些
高强度聚乙烯(HighDensityPolyethylene,简称HDPE)外护套材料,以其优异的力学性能指标及耐环境性能指标被广泛的应用于斜拉桥拉索结构的索体防护,现已逐渐发展成为现代斜拉桥拉索结构的主要防护形式。大量的工程实践表明,拉索HDPE护套由于在原材料选择、制作、运输、安装、运营、养护管理等阶段存在较多的不确定因素,极易造成HDPE护套材料的物理、化学及机械性能的发生改变,造成HDPE
学位
大跨连续刚构桥具有施工方便、行车平顺、抗扭和抗弯刚度大等诸多优点,被广泛采用。为达到更大的跨越能力,采用了钢混结合梁的方式,然而,钢混结合段在设计和施工中存在一些难点,如构造复杂、内部受力情况不明确、钢和混凝土两种材料间传力机理不明确等关键问题,因此,有必要对钢混结合段的构造特点、受力情况、传力机理开展研究。本文在调研国内外研究现状的基础上,依托世界上最大跨轨道连续刚构大桥——重庆轨道交通九号线一
塔梁墩固结铁路矮塔斜拉桥具有刚度大的优点,在大跨径铁路桥梁中使用较多,但其固结部位及拉索锚固区应力复杂。本文以新建铁路桥梁阿蓬江特大桥(135m+240m+135m矮塔斜拉桥)为工程背景,利用有限元软件对全桥施工过程进行了模拟分析,采用实体有限元模型,进行了塔梁墩固结部位、索塔锚固区、索梁锚固区的局部应力分析,并将有限元计算结果与实测数据对比。重点研究了塔梁墩固结部位的合理杆系计算模型,塔端和梁端
最近二十年以来,我们国家的基建发展尤为迅猛,已然成为了交通强国,隧道大国。目前国内外关于隧道工程的研究主要集中在隧道洞体的结构设计、施工技术、隧道通风、照明等方面,关于隧道路面系统研究则展开的较少,导致对于隧道内路面设计只能套用经验或者照搬洞外一般公路设计规范,造成隧道路面使用状况不佳的现象。考虑到隧道的特殊性,因此有必要针对隧道路面结构设计进行针对性研究。  隧道内的水泥路面已经使用多年,并且技
学位
钢管混凝土拱桥因造型优美、抗压承载能力强、施工成本低、施工工艺多样、易维护等优点被广泛的应用到工程实践中,合江长江一桥的成功修建,解决了超大跨径钢管混凝土拱桥设计与施工关键问题,随着设计理论和施工技术的不断完善和创新,修建700m级的钢管混凝土拱桥将成为可能。根据相关研究,700m级的拱桥即可实现1000m级悬索桥的跨越能力,同时,在山区峡谷修建拱桥可避免斜拉桥超高墩塔,此外,相对于该跨径级别的斜