收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

考虑局部屈曲影响的薄壁圆钢管混凝土轴压短柱的本构模型

杨畅  
【摘要】:近几十年来,世界范围内的罕遇地震越来越多。随着现代化城市的不断推进,(超)高层建筑的抗震性能需要得到充分重视。为了研究强震作用下结构柱局部屈曲后的受力性能,建立结构柱的受压行为全过程本构模型是一项被迫切需求的工作项目。文章以薄壁圆钢管混凝土轴压短柱和中空圆钢管轴压短柱为主要研究对象,进行了5组不同径厚比的中空圆钢管短柱的轴压试验和薄壁圆钢管填充3种不同强度混凝土的短柱轴压试验,研究了圆钢管局部屈曲对试件力学行为的具体影响,并提出了轴压状态下中空圆钢管的等效单轴压应力-应变的全过程关系曲线模型,和适应于超限薄壁圆钢管混凝土、薄壁圆钢管填充(超)高强混凝土轴压短柱的组合本构模型。具体内容及创新点如下:(1)建立了中空圆钢管轴压短柱的等效单轴受压全过程本构模型,该模型考虑了钢管局部屈曲的影响。该模型属于单参数分段连续函数,可广泛适用于工程上各类截面类型的圆钢管结构。基于48组既有中空圆钢管轴压短柱的试验资料,通过参数相关性分析,逐一确定了峰值应力、对应的峰值应变、上升段的强化刚度系数及下降段的残余抗压强度等重要力学参数。通过与文章中空圆钢管轴压试验的实测数据对比,验证了该模型的精度良好。(2)通过研究圆钢管混凝土轴压短柱的全过程受力机理,提出钢管的局部屈曲行为将对构件产生通长不均匀的二次应力重分布。这种不均匀性将直接影响混凝土的破坏模式。综合分析约束混凝土受压破坏的既有研究成果,指出了圆钢管混凝土轴压短柱的两种破坏类型的决定性条件为有效套箍应力与混凝土抗压强度的比值条件。(3)基于剪切型圆钢管混凝土轴压短柱的破坏性试验研究,获得了圆钢管大变形下的纵向残余应力。通过修正中空圆钢管的本构模型,获得了适用于剪切型组合构件中圆钢管的等效受压应力-应变关系模型。基于叠加法思想及修正后的钢管模型,将核心混凝土的名义抗压强度-应变曲线从实测曲线中剥离出来。通过对名义混凝土曲线的研究,总结出三种不同类型的核心混凝土性能曲线。超限薄壁圆钢管混凝土试件对应的核心混凝土性能曲线属于峰值后应变软化类型;薄壁圆钢管填充(超)高强混凝土试件对应的核心混凝土曲线属于峰值后应变软化后硬化类型;非超限圆钢管填充普通强度混凝土试件对应的核心混凝土性能曲线属于应变硬化后软化类型。(5)完善了适用于超限薄壁圆钢管混凝土和薄壁圆钢管填充(超)高强混凝土轴压短柱的组合本构模型。其中核心混凝土的本构模型是基于Sargin模型和SS模型,通过既有试验数据分析和Mohr-Coulomb强度理论,修正了核心混凝土的峰值点和有效套箍应力后建立起来的。通过与样本试件的实测曲线进行对比,验证了该组合本构模型具有良好的精度,可合理预测大多数样本试件中下降段的刚度退化趋势,但对超高强圆钢管混凝土的下降段的评估偏保守。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前18条
1 陈敏;郑莲琼;郑永乾;林哲;;圆钢管混凝土曲杆抗弯性能研究[J];钢结构;2017年09期
2 高胜伟;陈誉;;圆钢管混凝土桁架受力性能研究[J];郑州轻工业学院学报(自然科学版);2013年01期
3 李冉;姜作峰;马丽娜;张鸿梅;;CFRP-薄壁圆钢管混凝土组合短柱的非线性有限元分析[J];延边大学学报(自然科学版);2013年03期
4 李艳双;王自光;;圆钢管混凝土结构研究现状[J];工程建设与设计;2012年10期
5 ;高强圆钢管混凝土压弯构件(1):数值分析[J];钢结构;2011年02期
6 ;高强圆钢管混凝土压弯构件(2):基本性能[J];钢结构;2011年02期
7 杨有福,韩林海;圆钢管混凝土梁柱极限承载力计算方法探讨[J];地震工程与工程振动;2004年04期
8 左金洲;王静峰;邢文彬;李守继;;圆钢管混凝土Y形节点极限承载力计算方法[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2018年02期
9 金怀印;杨晓;胡翔;;日照作用下圆钢管混凝土柱截面温度场分析[J];混凝土与水泥制品;2016年11期
10 高春彦;史治宇;牛丽华;李斌;;圆钢管混凝土K型焊接管板节点试验研究和有限元分析[J];中南大学学报(自然科学版);2017年03期
11 郑莲琼;;平面K型圆钢管混凝土桁架节点力学性能分析[J];钢结构;2011年11期
12 魏华;张斌;王海军;杨建民;;配筋圆钢管混凝土梁受弯力学性能的试验研究[J];沈阳工业大学学报;2006年04期
13 王庆利;李清林;屈绍娥;;长期荷载下圆钢管混凝土梁的耐腐蚀性能试验研究[J];建筑结构学报;2015年S2期
14 梁伟;阮宗波;高超;;圆钢管混凝土柱滞回性能研究[J];山西建筑;2011年23期
15 任庆新;郭俊峰;贾连光;刘德清;;圆钢管混凝土短斜柱力学性能初步分析[J];工业建筑;2011年08期
16 张永丹;;CFRP-圆钢管混凝土偏压柱承载力回归分析[J];辽宁省交通高等专科学校学报;2011年04期
17 金伟良;张翔;陈驹;;薄壁圆钢管混凝土轴压试验研究[J];混凝土;2010年01期
18 董义;;L形圆钢管混凝土组合异形柱的数值分析研究[J];企业技术开发;2019年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张文福;钟善桐;;圆钢管混凝土压弯构件的简化设计方法[A];中国钢结构协会钢-混凝土组合结构分会第十次年会论文集[C];2005年
2 张岩;张安哥;陈梦成;黄宏;;圆钢管混凝土轴压长柱有限元分析[A];中国钢协钢-混凝土组合结构分会第十一次年会论文集[C];2007年
3 叶勇;韩林海;陶忠;;脱空对圆钢管混凝土抗剪性能的影响分析[A];第24届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2015年
4 双妙;高建岭;张宏涛;;火灾下圆钢管混凝土温度场分析[A];第22届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ册[C];2013年
5 尧国皇;韩林海;;钢管初应力对圆钢管混凝土力学性能影响的初步研究[A];第十一届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2002年
6 杜新喜;燕佩;;钢管初应力对圆钢管混凝土承载力影响试验研究[A];钢结构工程研究(十)——中国钢结构协会结构稳定与疲劳分会第14届(ISSF-2014)学术交流会暨教学研讨会论文集[C];2014年
7 翟喜梅;查晓雄;王战;万城勇;;薄壁圆钢管混凝土构件轴压性能研究[A];第27届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅰ册)[C];2018年
8 魏华;王海军;;配筋圆钢管混凝土柱承载力的研究[A];中国钢协钢-混凝土组合结构分会第十一次年会论文集[C];2007年
9 张建伟;杨亚彬;曹万林;;圆钢管混凝土边框内藏钢桁架低矮剪力墙抗震性能试验研究[A];第19届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ册)[C];2010年
10 张文福;钟善桐;;圆钢管混凝土轴压构件的简化设计方法[A];中国钢结构协会钢-混凝土组合结构分会第十次年会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 杨畅;考虑局部屈曲影响的薄壁圆钢管混凝土轴压短柱的本构模型[D];西南交通大学;2019年
2 高春彦;新型风力发电高塔节点的失效机理和极限承载力研究[D];南京航空航天大学;2018年
3 杨亚彬;圆钢管混凝土边框内藏钢桁架剪力墙抗震试验与理论研究[D];北京工业大学;2011年
4 陈娟;圆钢管混凝土T型相贯节点动力性能试验和理论研究[D];浙江大学;2011年
5 徐菲;薄壁圆钢管混凝土构件与节点力学性能研究[D];浙江大学;2016年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 朱俞丞;圆钢管混凝土组合异形柱受压性能研究[D];吉林建筑大学;2019年
2 梁恒斌;方、圆钢管再生混凝土长柱轴心受压力学性能对比研究[D];合肥工业大学;2019年
3 罗婷;震损圆钢管混凝土柱耐火性能试验研究[D];华南理工大学;2019年
4 曲连宇;圆钢管约束钢筋混凝土轴压短柱长期性能研究[D];哈尔滨工业大学;2019年
5 杨凯;外加劲环加强X形圆钢管节点轴向承载性能研究[D];北京建筑大学;2018年
6 李鸿雕;腹板摩擦式自复位圆钢管混凝土柱-钢梁连接节点受力性能研究[D];西安建筑科技大学;2018年
7 陈辉;压弯作用下圆钢管混凝土柱极限承载力的研究[D];西安工业大学;2014年
8 温玉婷;内加强环式圆钢管混凝土柱—钢蜂窝梁节点力学性能研究[D];沈阳建筑大学;2016年
9 周璐;模拟酸雨腐蚀后圆钢管再生混凝土柱偏压力学性能研究[D];华东交通大学;2018年
10 胡志慧;模拟酸雨环境下圆钢管再生混凝土纯弯力学性能研究[D];华东交通大学;2018年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 武欣中;以柔克刚[N];黑龙江日报;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978