組合異形鋼管混凝土柱軸心受壓性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)異形鋼管混凝土能夠有效避免室內(nèi)出現(xiàn)棱角和提高室內(nèi)可使用面積，但其鋼管均由鋼板軋彎后對(duì)接焊接而成，鋼板越厚軋彎難度越大，現(xiàn)場(chǎng)制作加工難度大，同時(shí)在受力狀態(tài)下陰角變形嚴(yán)重。針對(duì)以上問題，本課題組提出一種組合異形鋼管混凝土----其鋼管采用矩形鋼管和-U形鋼管直接焊接而成，該新型異形鋼管混凝土能夠有效克服以上缺點(diǎn)，在工程中應(yīng)有較大的應(yīng)用前景。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴分別對(duì)18個(gè)組合T形鋼管混凝土柱試件和18個(gè)組合L形鋼管混凝土柱

2、試件進(jìn)行軸壓靜力試驗(yàn)，分析鋼管厚度、混凝土強(qiáng)度和長(zhǎng)細(xì)比對(duì)試件破壞形態(tài)、軸壓承載力等力學(xué)性能的影響，采用國內(nèi)外現(xiàn)有鋼管混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)試件軸壓承載力進(jìn)行計(jì)算，并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比和分析，最后在規(guī)范AIJ（1997）的基礎(chǔ)上，提出了組合T形、L形鋼管混凝土柱軸壓承載力計(jì)算公式。研究結(jié)果表明：試件主要表現(xiàn)為中部鼓曲、端部局部鼓曲（或開裂）以及整體彎曲失穩(wěn)三類破壞形態(tài)；鋼管厚度對(duì)試件軸壓承載力影響較大，而且試件長(zhǎng)細(xì)比越大，鋼管厚度對(duì)試件軸壓承載

3、力的影響就越顯著；隨著混凝土強(qiáng)度等級(jí)由 C30提高到 C50，試件軸壓承載力有所提高，提高幅度基本在15％左右；當(dāng)鋼管厚度較小時(shí)，長(zhǎng)細(xì)比對(duì)試件軸壓承載力影響較大；采用各國現(xiàn)行規(guī)范計(jì)算的軸壓承載力均偏于保守；所提考慮鋼管約束效應(yīng)及長(zhǎng)細(xì)比影響的軸壓承載力計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好。⑵基于組合T形、L形鋼管混凝土柱軸壓試驗(yàn)結(jié)果，分析了組合T形、L形鋼管混凝土柱中鋼管對(duì)核心混凝土的約束特點(diǎn)，借鑒已有約束混凝土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，提出了組合T

4、形、L形鋼管混凝土柱中核心混凝土應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，采用所提應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系對(duì)組合T形、L形鋼管混凝土柱試件進(jìn)行有限元分析，從破壞形態(tài)、荷載-應(yīng)變關(guān)系曲線兩個(gè)方面與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較，驗(yàn)證了所提應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的合理性，最后在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析了核心混凝土軸向應(yīng)力分布以及鋼管對(duì)核心混凝土的約束應(yīng)力變化情況。研究結(jié)果表明：達(dá)到軸壓承載力時(shí)，試件中部截面的核心混凝土軸向應(yīng)力均接近于單軸抗壓強(qiáng)度實(shí)測(cè)值；鋼管對(duì)核心混凝土的約束應(yīng)力主要分布于鋼管角部和距