【摘要】：隨著高層建筑高度的增加,對(duì)柱子承載力及延性的要求越來(lái)越高,需要探索新型的組合柱。目前不少學(xué)者研究了在鋼管中埋入實(shí)腹式鋼骨后形成的鋼骨-鋼管混凝土組合柱。而本文則基于空間鋼構(gòu)架和圓鋼管對(duì)混凝土的約束,提出了一種新型的組合柱——內(nèi)埋空間鋼構(gòu)架圓形鋼管混凝土短柱。這種結(jié)構(gòu)是在圓鋼管中內(nèi)置角鋼和綴條焊接形成的空間鋼構(gòu)架并澆筑混凝土而形成的一種雙約束組合柱。本文通過(guò)對(duì)5個(gè)內(nèi)埋空間鋼構(gòu)架圓形鋼管混凝土短柱試件和1個(gè)圓鋼管混凝土短柱對(duì)比試件進(jìn)行軸壓性能試驗(yàn)研究,并進(jìn)行非線性有限元模擬,探索這種新型的組合柱的軸壓力學(xué)性能,并推導(dǎo)了組合柱的極限承載力公式。以外部鋼管徑厚比、內(nèi)部空間鋼構(gòu)架綴條間距為設(shè)計(jì)參數(shù),設(shè)計(jì)制作了5個(gè)內(nèi)埋空間鋼構(gòu)架圓形鋼管混凝土短柱試件和1個(gè)圓鋼管混凝土短柱試件,對(duì)其進(jìn)行軸壓性能試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明,內(nèi)埋空間鋼構(gòu)架圓形鋼管混凝土短柱比普通鋼管混凝土短柱有較高的承載能力,荷載-位移曲線有較好的延性。隨著鋼管徑厚比的減小和綴條間距的減小,都可以提高內(nèi)埋空間鋼構(gòu)架圓形鋼管混凝土短柱的極限承載能力。采用ABAQUS非線性有限元軟件建立內(nèi)埋空間鋼構(gòu)架圓形鋼管混凝土短柱模型。首先在已有試驗(yàn)的基礎(chǔ)上驗(yàn)證模型建立的正確性。然后以鋼管徑厚比、空間鋼構(gòu)架角鋼肢長(zhǎng)、角鋼厚度、綴條間距、綴條寬度為參數(shù),用同樣的方法建立不同參數(shù)下的內(nèi)埋空間鋼構(gòu)架圓形鋼管混凝土短柱模型,進(jìn)行比較分析。結(jié)果表明,隨著鋼管徑厚比的減小、角鋼肢長(zhǎng)的增加、角鋼厚度的增加、綴條間距的減小和綴條寬度的增大,試件的承載力和延性都得到了提高。在試驗(yàn)研究和理論分析的基礎(chǔ)上,采用疊加法推導(dǎo)了內(nèi)埋空間鋼構(gòu)架圓形鋼管混凝土短柱的極限承載能力,與試驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好。
【學(xué)位授予單位】：蘇州科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU398.9
【圖文】：

架圓鋼管混凝土短柱，因此有必要研究這種組合柱的軸壓性能。圖 1-4 內(nèi)埋空間鋼構(gòu)架圓形鋼管混凝土柱截面1.2 混凝土柱的研究現(xiàn)狀1.2.1 鋼管混凝土柱鋼管混凝土柱是將混凝土澆灌進(jìn)鋼管的結(jié)構(gòu)柱，外界施加的荷載是由鋼管和混凝土共同承擔(dān)的[2]。它有很多種截面形式，如圓形、方形、矩形、多邊形等（截面形式如圖 1-5 所示）。

應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，采用 ABAQUS 建立模應(yīng)變的關(guān)系等，研究發(fā)現(xiàn)圓鋼管的約束]等人研究了鋼纖維混凝土鋼管柱的軸壓行了系統(tǒng)分析，結(jié)果表明鋼纖維混凝土管徑厚比越小的試件有更好的力學(xué)性能鋼管混凝土柱的研究較多。學(xué)者通過(guò)對(duì)約束比較好，且圓鋼管混凝土柱的屈服的試件對(duì)混凝土約束作用越強(qiáng)。柱綴條焊接形成，屬于一種空腹式的鋼骨說(shuō)，其對(duì)核心混凝土有約束作用，提高鋼上比方鋼管要省。同時(shí)在施工工藝方

蘇州科技大學(xué)碩士論文 第二章 內(nèi)埋空間鋼構(gòu)架圓形鋼管混凝土柱軸壓性能試驗(yàn)簡(jiǎn)2.2.2 試件加工這次試件加工是在蘇州科技大學(xué)江蘇省結(jié)構(gòu)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。試件的加工分為以下幾個(gè)步驟：①為了定位內(nèi)埋空間鋼構(gòu)架和圓鋼管，在上下兩塊墊板上按照設(shè)計(jì)尺寸畫上定位軸線。②加工內(nèi)埋空間鋼構(gòu)架，為了使柱子破壞發(fā)生在中間部位，連接角鋼的綴條在上下兩端用寬度為50mm的尺寸，中間位置用寬度為40mm的尺寸綴條焊接在角鋼的外側(cè)。焊接完后根據(jù)墊板上的定位軸線焊接在底板上。③里面鋼骨焊接完后，將角鋼和綴條的應(yīng)變片貼好。④將圓鋼管按照定位軸線焊接在底板上上下用加勁肋連接角鋼角點(diǎn)與鋼管。⑤將開洞的頂板與鋼管和角鋼焊接。頂板開洞是為了方便澆筑混凝土，尺寸為邊長(zhǎng) 100×100mm 的正方形。本次試驗(yàn)的所有焊接均為滿焊，其焊縫質(zhì)量達(dá)到《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50017-2017）[39]相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。試件制作完成后，豎直澆筑混凝土。澆筑過(guò)程中邊澆筑邊分層振搗密實(shí)，最后將管口的混凝土抹平，保持混凝土與墊板表面齊平。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王欽亭;羅許林;張春磊;常旭;;復(fù)合鋼管混凝土軸壓柱承載機(jī)理分析[J];河南理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2014年04期

2 吳昊;唐興榮;;空間鋼構(gòu)架混凝土柱受力性能的有限元分析[J];淮海工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年03期

3 徐菲;陳駒;金偉良;葉尹;;軸心受壓格構(gòu)式鋼骨-鋼管混凝土柱試驗(yàn)研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2013年S1期

4 張文福;杜娟;董清會(huì);計(jì)靜;任亞文;梁文峰;;角鋼約束高強(qiáng)混凝土偏壓短柱力學(xué)性能的試驗(yàn)與理論研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報(bào);2013年S1期

5 陳建偉;蘇幼坡;陳海彬;高林;;基于極限平衡理論的復(fù)式鋼管混凝土軸心受壓承載力計(jì)算方法[J];土木工程學(xué)報(bào);2013年S1期

6 丁發(fā)興;李剛;龔永智;余志武;;鋼骨-圓鋼管混凝土軸壓短柱力學(xué)性能分析[J];中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2012年09期

7 譚克鋒;蒲心誠(chéng);;復(fù)式鋼管高強(qiáng)混凝土軸壓短柱力學(xué)性能研究[J];西南科技大學(xué)學(xué)報(bào);2011年03期

8 張戰(zhàn)廷;劉宇鋒;;ABAQUS中的混凝土塑性損傷模型[J];建筑結(jié)構(gòu);2011年S2期

9 彭英義;譚克鋒;姚勇;;復(fù)式鋼管高強(qiáng)混凝土軸壓短柱力學(xué)性能研究[J];武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào);2011年02期

10 何益斌;肖阿林;郭健;周海兵;;鋼骨-鋼管自密實(shí)高強(qiáng)混凝土軸壓短柱承載力——試驗(yàn)研究[J];自然災(zāi)害學(xué)報(bào);2010年04期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 徐菲;薄壁圓鋼管混凝土構(gòu)件與節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能研究[D];浙江大學(xué);2016年

2 劉建明;核心鋼管外包鋼骨混凝土短柱受壓性能試驗(yàn)與理論研究[D];燕山大學(xué);2011年

3 肖阿林;鋼骨-鋼管高性能混凝土軸壓組合柱受力性能與設(shè)計(jì)方法研究[D];湖南大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 賈歡;空間鋼構(gòu)架—鋼管混凝土組合柱抗震性能試驗(yàn)研究[D];蘇州科技大學(xué);2016年

2 李偉強(qiáng);雙空間鋼構(gòu)架混凝土柱抗震性能試驗(yàn)研究[D];蘇州科技大學(xué);2016年

3 徐海儉;復(fù)式鋼管混凝土短柱軸壓性能的研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

4 陳曉鋒;空間鋼構(gòu)架混凝土柱受力性能試驗(yàn)研究[D];蘇州科技學(xué)院;2015年

5 王愷;空間鋼構(gòu)架約束混凝土的本構(gòu)關(guān)系及其軸壓短柱的有限元分析[D];蘇州科技學(xué)院;2015年

6 馮國(guó)棟;內(nèi)埋空間鋼構(gòu)架鋼骨混凝土柱抗震性能研究[D];蘇州科技學(xué)院;2014年

7 董清會(huì);角鋼約束混凝土短柱試驗(yàn)研究與有限元分析[D];東北石油大學(xué);2013年

8 劉淑美;空間鋼構(gòu)架混凝土L形柱的抗震性能試驗(yàn)研究和非線性分析[D];蘇州科技學(xué)院;2009年

9 李云飛;鋼管混凝土軸心受壓構(gòu)件受力性能的試驗(yàn)研究[D];西安建筑科技大學(xué);2003年

本文編號(hào)：2801613