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钢管约束混凝土压弯构件力学性能研究

作　者: 陈志波
导　师: 于清；陶忠
学　校: 福州大学
专　业: 结构工程
关键词: 钢管约束混凝土轴压纯弯偏压承载力
分类号: TU398.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 338次
引　用: 12次
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内容摘要

钢管约束混凝土具有许多优于空钢管和钢筋混凝土的结构特性,越来越受到工程界的青睐。如何合理地估计钢管约束混凝土柱中钢管与混凝土之间相互作用的“效应”是目前工程界关心的热点问题之一。关于钢管约束混凝土构件纯弯、压弯的力学性能和方钢管约束混凝土力学性能则尚少见报道。本文从实验和理论两方面较深入地研究钢管约束混凝土轴压、纯弯和偏压受力的力学性能和工作机理,并基于系统参数的分析结果,提出了钢管约束混凝土轴压、纯弯和偏压构件承载力实用简化计算方法。本文具体进行了以下几方面的工作: 1.综述了钢管约束混凝土的发展过程,概括了目前国内外关于钢管约束混凝土实验和理论研究的情况,指出了钢管约束混凝土构件力学性能研究的不足,说明了本文的研究方法和研究内容。2.进行了一系列钢管约束混凝土试件试验研究,内容包括:28个轴压试件,20个偏压试件和4个纯弯试件。考虑的主要参数:(1)截面的形式,圆形和方形; (2)径厚比(或宽厚比),从40.5-162; (3)不同的加载方式包括有无粘结试件,荷载同时作用在钢-混凝土组合截面上和荷载只作用在核心混凝土上; (4)长细比(λ),从21.6-50; (5)荷载偏心率(e/r),从0-0.5。3.利用ABAQUS对钢管约束混凝土纯弯、压弯构件进行了荷载-变形关系全过程和工作机理分析,并将数值计算结果与试验结果进行对比,二者吻合良好。4.基于系统参数分析结果,提出了钢管约束混凝土轴压、纯弯和压弯构件承载力的简化计算公式。简化计算结果与试验结果对比分析,二者吻合良好。有关研究可为工程设计提供有价值参考。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-4
目录  4-8
主要符号表  8-10
第一章绪论  10-19
  1．1 钢管约束混凝土柱的特点  10-11
  1．2 钢管约束混凝土柱及相关课题研究现状  11-17
    1．2．1 FRP 约束混凝土的研究概况  11-14
    1．2．2 钢管混凝土的研究概况  14-15
    1．2．3 钢管约束混凝土的研究概况  15-17
  1．3 研究方法、内容和预期目标  17-19
    1．3．1 研究方法  17-18
    1．3．2 研究内容和预期目标  18-19
第二章钢管约束混凝土压弯构件试验研究  19-47
  2．1 引言  19
  2．2 轴压构件试验研究  19-33
    2．2．1 试验概况  19-20
    2．2．2 试验方法  20-22
    2．2．3 试验现象和结果  22-28
    2．2．4 试验结果分析  28-33
  2．3 纯弯构件的试验研究  33-37
    2．3．1 试验概况  33-34
    2．3．2 试验现象和结果  34-37
  2．4 压弯构件试验研究  37-46
    2．4．1 试验概况  37-39
    2．4．2 试验方法  39-40
    2．4．3 试验现象和结果  40-46
  2．5 本章小结  46-47
第三章钢管约束混凝土压弯构件理论分析  47-89
  3．1 引言  47
  3．2 钢材和混凝土的应力-应变关系模型  47-50
    3．2．1 钢材的应力-应变关系模型  47-48
    3．2．2 混凝土的应力-应变关系模型  48-50
  3．3 荷载-变形关系的有限元计算分析  50-56
    3．3．1 分析模型和单元类型选取  50-51
    3．3．2 单元划分  51
    3．3．3 钢管与混凝土界面模型  51-52
    3．3．4 边界条件  52-54
    3．3．5 非线性方程组求解  54-56
  3．4 轴压试件的荷载-变形关系分析  56-77
    3．4．1 计算结果与试验结果的对比  56-66
    3．4．2 钢管约束混凝土受力分析  66-73
    3．4．3 钢管与核心混凝土相互作用的分析  73-77
  3．5 纯弯构件的荷载-变形关系分析  77-82
    3．5．1 纯弯构件的破坏模态  77-78
    3．5．2 纯弯构件的受力分析  78-81
    3．5．3 荷载变形关系曲线  81-82
  3．6 压弯构件的荷载-变形关系分析  82-88
    3．6．1 压弯构件的破坏模态  82
    3．6．2 压弯构件的受力分析  82-83
    3．6．3 荷载变形关系曲线  83-88
  3．7 本章小结  88-89
第四章钢管约束混凝土压弯构件承载力的简化计算  89-114
  4．1 引言  89
  4．2 轴压构件  89-103
    4．2．1 参数分析  89-101
    4．2．2 轴压强度承载力  101-103
  4．3 纯弯构件  103-104
  4．4 压弯构件  104-112
  4．5 本章小结  112-114
结论与展望  114-116
参考文献  116-118
致谢  118-119
个人简介  119

钢管约束混凝土压弯构件力学性能研究

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