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中空夹层钢管混凝土压弯构件的力学性能研究

黄宏  
【摘要】: 本文从理论和试验两个方面较系统地研究了圆、方中空夹层钢管混凝土构件在单调加载(包括轴压、纯弯、压弯荷载)下的力学性能和工作机理,以及其在往复荷载作用下的滞回性能,并在参数分析的基础上,提出了圆、方中空夹层钢管混凝土轴压、纯弯和压弯构件承载力的实用计算方法和弯矩-曲率、荷载-位移滞回关系模型及延性系数的确定方法。 本文具体进行了以下几个方面的工作: (1)分别以径厚比、空心率、长细比、偏心距等为主要变化参数,较系统地进行了轴压、纯弯和压弯构件在单调加载下的试验研究。 (2)用纤维模型和ABAQUS有限元软件建模两种方法对轴压、纯弯和压弯构件的荷载-变形全过程进行计算,计算结果均得到试验结果的验证。在此基础上,用ABAQUS建模对轴压、纯弯和压弯构件受力全过程中内外钢管与混凝土的应力分布、三者之间的相互作用以及内外钢管的破坏形态进行了研究。分析了空心率对轴压、纯弯和压弯构件力学性能的影响,讨论了加载路径对压弯构件承载力的影响。用纤维模型法系统地分析了截面含钢率、空心率、钢材和混凝土强度等因素对构件承载力的影响,提出了轴压、纯弯和压弯构件承载力的实用计算方法。 (3)以空心率和轴压比为主要变化参数,进行了压弯构件在往复荷载作用下的试验研究。 (4)利用纤维模型法,对压弯构件的M-φ和P-Δ滞回关系曲线及其骨架线进行了分析。利用ABAQUS建模对构件的荷载-位移骨架曲线进行了计算,两种计算方法都得到了试验结果的验证。用纤维模型法系统地分析了轴压比、长细比、截面含钢率、钢材和混凝土强度等参数对M-φ和P-Δ滞回曲线骨架线的影响规律,提出了压弯构件M-φ、P-Δ滞回关系模型及延性系数的确定方法。


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