【碩士】薄壁鋼管混凝土短柱基本力學(xué)性能研究

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　　【碩士】薄壁鋼管混凝土短柱基本力學(xué)性能研究　　授予學(xué)位：碩士　　學(xué)位授予單位：華僑大學(xué)　　學(xué)位年度：2008　　在傳統(tǒng)的鋼管混凝土工程中，經(jīng)常采用的是管壁較厚的鋼管混凝土。已有的工程經(jīng)驗(yàn)表明，在鋼管混凝土工程中采用薄壁鋼管，可以減少鋼材用量，減輕焊接工作量，達(dá)到降低造價(jià)的目的。但是薄壁鋼管在軸向荷載下容易發(fā)生局部屈曲，尤其是截面形狀為方形或矩形時(shí)。參照鋼結(jié)構(gòu)處理局部屈曲的方法，可沿薄壁鋼管混凝土管壁縱向設(shè)置加勁肋，利用加勁肋的抗彎剛度為板件的面外提供約束變形的支撐點(diǎn)，從而提高板件發(fā)生局部屈曲的臨界應(yīng)力。本文主要通過試驗(yàn)和理論分析對(duì)設(shè)肋和不設(shè)肋薄壁矩形鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的變形和受力性能進(jìn)行了研究，主要包括以下幾個(gè)方面：　　(1) 分別以板件寬厚比、加勁肋的抗彎剛度和焊接方式以及加荷方式為研究對(duì)象，進(jìn)行了10根薄壁方鋼管混凝土短柱軸壓力學(xué)性能的試驗(yàn)研究。以荷載偏心率、截面高寬比、肋的焊接形式為主要變化參數(shù)，進(jìn)行了11根帶肋和不帶肋薄壁矩形鋼管混凝土短柱偏壓力學(xué)性能的試驗(yàn)研究。考察了薄壁鋼管混凝土在軸壓和偏壓作用下的力學(xué)性能，并分析了各參數(shù)對(duì)試件力學(xué)性能的影響?！　?2) 采用有限單元法對(duì)軸壓、偏壓構(gòu)件的荷載－變形全過程曲線進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好，說明了本文有限元分析的可靠性。在此基礎(chǔ)上，通過分析計(jì)算，回歸了完全加勁時(shí)加勁肋所需要的剛度計(jì)算公式，并對(duì)帶肋、不帶肋薄壁鋼管混凝土力學(xué)性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。研究表明，加勁肋的設(shè)置能夠有效改善薄壁鋼管混凝土的局部屈曲性能，增強(qiáng)鋼管對(duì)核心混凝土的約束作用，從而提高構(gòu)件的軸壓承載能力，但對(duì)延性的影響很小?！　?3) 采用有限單元法對(duì)偏壓帶肋和不帶肋構(gòu)件受力過程中核心混凝土的應(yīng)力分布、鋼管的破壞模態(tài)進(jìn)行了研究，分析了荷載偏心率、截面套箍系數(shù)和加勁肋的設(shè)置對(duì)力學(xué)性能的影響。　　(4) 將本章和已有試驗(yàn)結(jié)果與國內(nèi)外常見的規(guī)程計(jì)算結(jié)果進(jìn)行了比較，并在參數(shù)分析和試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，建議了帶肋和不帶肋薄壁鋼管混凝土短柱在軸壓和偏壓受力狀態(tài)下的承載力實(shí)用計(jì)算方法，其計(jì)算結(jié)果得到試驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證，可為有關(guān)工程實(shí)踐提供參考?！　?

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