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钢管混凝土轴心受压构件受力性能的试验研究

作　者: 李云飞
导　师: 白国良；李斌；薛刚
学　校: 西安建筑科技大学
专　业: 结构工程
关键词: 钢管混凝土轴压构件试验研究临界承载力
分类号: TU398.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2003年
下　载: 365次
引　用: 11次
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内容摘要

本论文介绍了国内外钢管混凝土构件的研究现状以及现有的主要计算方法，并对钢材和核心混凝土的力学性能及其本构关系进行了分析。在推导钢管混凝土轴心受压短柱承载力公式时，论文利用第四强度理论(即形状比能理论)推导出钢管进入塑性状态时的应力公式和三向应力状态下混凝土的破坏准则公式。在此二公式的基础上，得出钢管的侧压力与混凝土强度提高系数的关系。综合以上推出的公式，得到钢管混凝土轴心受压短柱的承载力公式。在推导钢管混凝土轴心受压长柱临界承载力公式时，论文利用材料的切线模量，分别推导了钢材和混凝土的切线模量公式。对于混凝土的切线模量，本文分成单向受压和三向受压两种情况考虑，并分别得出切线模量公式。进而导出钢管混凝土轴心受压长柱的临界力公式。在理论推导的基础上，对四种长细比12个钢管混凝土轴心受压长柱进行了试验研究，量测了钢管混凝土轴心受压长柱在试验过程中各阶段的承载力、应变、纵向变形系数等。从试验结果可以看出：钢管混凝土轴心受压长柱的稳定承载力，在其他条件相同时随长细比的增大而逐渐降低；试件在最大承载力状态下，钢管表面的平均纵向应变已超过钢管的屈服应变值，破坏呈现为非弹性失稳破坏。将试验结果与公式计算结果进行比较，吻合较好。这说明论文提出的临界承载力计算公式，适用于钢管混凝土轴心受压长柱的临界承载力的计算，可供设计计算时参考。

全文目录

1 绪论  8-22
  1.1 概述  8
  1.2 钢管混凝土的发展及应用概况  8-10
  1.3 钢管混凝土的特点  10-12
  1.4 钢管混凝土结构构件研究的现状  12-18
    1.4.1 轴心受压时的强度承载力  12-15
    1.4.2 轴心受压时的稳定承载力  15-16
    1.4.3 偏心受压时的稳定承载力  16-18
    1.4.4 纯弯曲构件  18
  1.5 研究课题的提出及研究内容  18-22
    1.5.1 课题的提出  18-21
    1.5.2 本课题研究的主要内容  21-22
2 钢管、混凝土的力学性质  22-28
  2.1 钢材的力学性质  22-24
    2.1.1 概述  22
    2.1.2 钢材的应力-应变关系模型  22-24
  2.2 混凝土的力学性质  24-28
    2.2.1 概述  24
    2.2.2 混凝土的破坏机理  24
    2.2.3 混凝土应力-应变的本构关系模型  24-25
    2.2.4 钢管混凝土结构中核心混凝土的受力特点  25-28
3 钢管混凝土轴心受压构件的承载力分析  28-37
  3.1 概述  28-29
  3.2 钢管混凝土短柱承载力公式推导  29-34
    3.2.1 概述  29-30
    3.2.2 三向受力状态下的混凝土  30-31
    3.2.3 第四强度理论  31-32
    3.2.4 钢管混凝土短柱承载力公式推导  32-34
  3.3 钢管混凝土长柱轴压承载力公式的推导  34-37
    3.3.1 概述  34-35
    3.3.2 钢管混凝土长柱承载力公式的推导  35-37
4 钢管混凝土轴心受压构件试验研究  37-48
  4.1 概述  37
  4.2 试验概况  37-44
    4.2.1 钢管混凝土轴心受压短柱试验  37-40
    4.2.2 钢管混凝土轴心受压长柱试验  40-44
  4.3 试验结果  44-48
    4.3.1 试验的全过程描述  44-46
    4.3.2 试验的结果处理  46-48
5 试验结果分析  48-61
  5.1 钢管混凝土轴心受压短柱承载能力分析  48-49
  5.2 钢管混凝土轴心受压长柱承载能力分析  49-59
    5.2.1 钢管混凝土轴压长柱承载力与侧向挠度的曲线  49-51
    5.2.2 钢管混凝土轴压长柱承载力与纵、环向应变的曲线  51-54
    5.2.3 钢管混凝土轴压长柱承载力与纵向位移的关系曲线  54-56
    5.2.4 钢管混凝土轴压长柱的承载力与泊松比的关系曲线  56-59
    5.2.5 钢管混凝土轴压长柱的承载能力分析  59
  5.3 试验总结  59-61
    5.3.1 钢管混凝土轴心受压短柱  59-60
    5.3.2 钢管混凝土轴心受压长柱  60-61
6 结束语  61-63
  6.1 结论  61
    6.1.1 钢管混凝土轴心受压短柱  61
    6.1.2 钢管混凝土轴心受压长柱  61
  6.2 在施工中应注意的问题与研究方向的建议  61-63
致谢  63-64
参考文献  64-65

钢管混凝土轴心受压构件受力性能的试验研究

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