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《长安大学》 2010年
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薄壁钢管轻骨料混凝土轴压短柱承载力研究

肖海兵  
【摘要】: 薄壁钢管轻骨料混凝土是随着现代建筑结构材料发展要求而出现的新的组合结构。该结构具有承载力高、塑性和韧性好、施工方便、耐火性能高、抗震性能好和经济效益好等优点,因此该结构在工程实践中具有较广阔的应用前景,尤其在多低层建筑中的应用。而薄壁钢管轻骨料混凝土的研究工作才刚刚起步,有关该方面的研究也较少,尚未形成相关的规范和规程。进行该结构体系轴压力学性能的理论研究,对该结构体系的进一步研究是十分必要的。 本文运用统一强度理论对薄壁钢管轻骨料混凝土构件的力学性能和相应的承载力计算方法等进行理论研究,并对其进行数值模拟,主要工作和结论有: 1、运用统一强度理论,考虑中间主应力的影响,引入参数αu、βu确定薄壁钢管在极限荷载时的环向拉应力σθ,纵向压应力σz和径向压应力σr,并考虑轻骨料混凝土与普通混凝土多轴强度准则差异的影响,推导出圆形薄壁钢管轻骨料混凝土轴压短柱的极限承载力公式;考虑薄壁钢板的冷弯效应和有效宽度,采用等效截面方法推导出方形、八边形薄壁钢管轻骨料混凝土轴压短柱的极限承载力公式。将本文计算结果与文献试验数据进行比较,结果吻合良好,表明将统一强度理论运用于薄壁钢管轻骨料混凝土轴压短柱承载力计算是可行的。同时,本文推导公式只要合理的选择α、6和k的值,选用相应的屈服准则,就能适用于普通钢管轻骨料混凝土和自应力钢管轻骨料混凝土轴压短柱的承载力计算,为钢管轻骨料混凝土的优化设计提供了一定的理论依据。 2、分析钢管混凝土粘结强度的基本机理,从理论上推导出钢管与混凝土界面间的粘结滑移本构关系;根据试验结果,通过线性统计回归得到了考虑长细比、径厚比、套箍指标等影响因素的薄壁钢管轻骨料混凝土极限粘结强度的计算公式。基于统一强度理论,考虑钢管混凝土界面间的粘结滑移作用,推导出薄壁钢管轻骨料混凝土轴压短柱承载力计算公式。通过理论计算可知粘结滑移作用对薄壁钢管轻骨料混凝土轴压短柱极限承载力的影响不显著。 3、采用大型有限元分析软件ANSYS对薄壁钢管轻骨料混凝土轴压短柱的应力-应变关系曲线和应力云图进行了数值模拟,分析了套箍指标ξ和核心轻骨料混凝土强度等级对薄壁钢管轻骨料混凝土轴压短柱力学性能的影响。
【学位授予单位】:长安大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TU398.9

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 张冬芳;复式钢管混凝土柱节点的试验研究及有限元分析[D];长安大学;2011年
【参考文献】
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【同被引文献】
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