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方钢管混凝土共同工作性能研究

作　者: 安栋
导　师: 陈志华
学　校: 天津大学
专　业: 结构工程
关键词: 方钢管核心混凝土缝隙推出试验共同工作界面承载力 ANSYS程序数值模拟
分类号: TU398.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

近年来,方钢管混凝土组合结构因其具有承载力高、延性好、抗震性能优良等众多特性,已经成为民用钢结构的一个主要发展方向。但目前对组成该结构的两种材料的共同工作机理尚无定论,缺乏相应的理论基础,使得在面对多种方钢管混凝土柱计算方法时难以取舍,在一定程度上制约了其工程应用。为配合方钢管混凝土结构的推广,本文分析了可以用于方钢管混凝土柱计算的三种理论,依据理论分析和对方钢管混凝土异型柱的超声波检测的试验数据,发现钢管和核心混凝土之间尚有缝隙,阐述了二者的弱粘结问题,分析钢和混凝土的叠加原理的合理性。此外,本文以梁柱节点的传力途径为例说明方钢管混凝土共同工作的概念,在分析总结国内外现有研究成果的基础上,借助以往钢管混凝土推出试验的理论成果,较为系统地分析了方钢管混凝土粘结滑移的全过程,提出了界面承载力的概念,探讨界面承载力的组成情况,并得到初步结论。明确了钢管混凝土交界处的界面状态以及界面承载力的分布情况。分析推出试验荷载—位移曲线的变化特征,对滑移发展全过程进行总结。在此基础上,对影响钢管混凝土共同工作性能的因素进行了系统总结。并探讨界面承载力对钢管混凝土轴压短柱力学性能的影响。利用ANSYS程序对方钢管混凝土推出试验进行了三维有限元模拟,包括单元选取、材料本构关系和破坏准则的确定等。并将计算结果与试验结果进行了对比,所得荷载—位移曲线吻合良好。系统总结了方钢管混凝土柱的ANSYS程序三维有限元分析建模过程和计算方法。最后,对本文写作过程中遇到的问题进行了总结,提出方钢管混凝土共同工作性能研究中有待于进一步深入的问题,并对方钢管混凝土结构的广阔应用前景进行了展望。

全文目录

中文摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
第一章绪论  7-16
  1.1 引言  7
  1.2 钢管混凝土组合结构  7-13
  1.3 方钢管混凝土结构  13
  1.4 共同工作研究现状  13-15
  1.5 本文的主要工作内容  15-16
第二章方钢管混凝土柱计算理论  16-28
  2.1 钢管混凝土承载力计算规程简介  16
  2.2 方钢管混凝土构件承载力计算方法  16-19
  2.3 方钢管混凝土柱计算理论研究  19-26
  2.4 方钢管混凝土结构计算理论分析小结  26-28
第三章钢管混凝土柱超声波检测试验及剖切试验  28-37
  3.1 超声波检测试验  28-33
  3.2 剖切试验  33-35
  3.3 本章小结  35-37
第四章方钢管和混凝土共同工作状态研究  37-66
  4.1 轴心受压钢管混凝土柱内力的分布  37-38
  4.2 钢管混凝土柱的界面状态  38-39
  4.3 方钢管混凝土共同工作状态研究  39-48
  4.4 方钢管混凝土柱界面承载力  48-66
第五章推出试验的ANSYS 程序模拟  66-83
  5.1 有限元基本理论  66-68
  5.2 ANSYS 程序模拟的原理与方法  68-83
第六章结论  83-87
  6.1 本文结论  83-86
  6.2 问题的总结与展望  86-87
参考文献  87-89
发表论文和科研情况说明  89-90
附录  90-92
致谢  92

方钢管混凝土共同工作性能研究

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