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《华中科技大学》 2005年
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钢管初应力对钢管混凝土构件性能影响的研究

熊德新  
【摘要】:钢管混凝土结构的应用越来越广泛,在多层和高层钢管混凝土结构的实际工程中,一般都是先安装空钢管、梁和支撑等,在安装完若干楼层结构后,再向管内浇灌混凝土。因此,在混凝土凝固并能够与钢管共同承载之前,空钢管就承受了一定的荷载作用(包括混凝土自重、施工荷载等),在钢管中就产生了初应力和初应变。一些研究表明,钢管初应力对钢管混凝土结构的工作性能有重要影响。 本文利用大型非线性有限元分析软件ABAQUS对钢管初应力作用下钢管混凝土构件受力全过程的性能进行了模拟,其中主要研究了钢管初应力对方钢管混凝土轴压短柱、轴压长柱和偏压构件等承载力的影响规律,讨论了初应力率、长细比、偏心率等参数的影响。最后,利用数值分析软件MATLAB 对前面的有限元模拟结果进行了分析,初步提出了钢管初应力影响方钢管混凝土构件承载力折减系数的简化计算公式,并对初应力影响系数如何在规范公式中应用进行了说明。此外,为了验证有限元分析的可靠性,将有限元分析结果与试验结果进行了对比,对比分析表明两者十分吻合。通过本文的分析发现,初应力的存在主要使得混凝土对构件承载能力的贡献减少,构件的变形与挠度增大,承载力降低,其中初应力率、长细比和偏心率对初应力影响系数有重要影响。初应力率和长细比越大,初应力的影响越大; 长细比较小时,在一定的偏心率范围内,偏心率越大,初应力的影响反而越小; 在长细比或偏心率较大时,偏心率越大,初应力的影响可能越大。本文的结论可以为设计施工人员在钢管混凝土结构现实工程中解决初应力问题提供依据。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TU398.9

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