【摘要】：近些年來,隨著社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,體型復(fù)雜、綜合用途的多功能高層建筑越來越多,建筑結(jié)構(gòu)對柱的承載力和變形性能的要求也越來越高。鋼—混凝土組合結(jié)構(gòu)已被廣泛運(yùn)用到現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)中來。不少學(xué)者提出了鋼管-混凝土柱這樣的新型組合柱結(jié)構(gòu)。本文則提出一種通過將空間鋼構(gòu)架與圓鋼管組合而形成的一種新型組合柱——空間鋼構(gòu)架加強(qiáng)圓形鋼管混凝土組合柱。通過將由角鋼和綴條焊接而成的空間鋼構(gòu)架埋至于圓鋼管柱的核心區(qū)域,從而形成的一種雙約束組合柱。本文通過對9個空間鋼構(gòu)架圓形鋼管混凝土組合柱的偏心受壓試驗(yàn)研究,并結(jié)合ABAQUS非線性有限元分析,對這種組合柱的偏壓力學(xué)性能進(jìn)行了深入和全面分析,并推導(dǎo)得出了偏壓承載力的公式。本文設(shè)計并加工了9個空間鋼構(gòu)架加強(qiáng)圓形鋼管混凝土組合柱,其中研究參數(shù)包括偏心距、外側(cè)鋼管徑厚比、內(nèi)部空間鋼構(gòu)架綴條間距,對組合柱進(jìn)行了偏心受壓試驗(yàn)研究。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析可得,偏心受壓組合柱的變形性能較好,徑厚比與綴條間距是影響承載力的兩個重要因素,雙向彎矩會影響試件承載力和延性。本文采用ABAQUS有限元軟件,建立了第二章中九個試件的有限元分析模型并將模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對比,驗(yàn)證ABAQUS模型建立的準(zhǔn)確性。再以偏心距、外側(cè)鋼管徑厚比、角鋼的肢長與厚度、綴條的間距與寬度為參數(shù),分析試件在不同偏心距下軸向力Nu與截面彎矩Mu的關(guān)系,分析Nu-Mu的相關(guān)性曲線,以及各參數(shù)對組合柱偏心受力性能的影響。根據(jù)結(jié)果可得,鋼管的套箍系數(shù)?,以及內(nèi)部空間鋼構(gòu)架的約束效應(yīng)系數(shù)?是影響承載力的兩個重要因素。在試驗(yàn)與有限元分析的基礎(chǔ)上,探究了空間鋼構(gòu)架加強(qiáng)圓形鋼管混凝土組合柱的約束機(jī)理,并推導(dǎo)得出了組合柱的偏壓承載力公式。利用承載力公式對各個試件進(jìn)行了承載力計算,并將計算值與試驗(yàn)值相比較,驗(yàn)證了推導(dǎo)得出的空間鋼構(gòu)架加強(qiáng)圓形鋼管混凝土組合柱偏心受壓承載力公式的準(zhǔn)確性和合理性。
【學(xué)位授予單位】：蘇州科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU398.9
【圖文】：

圖 1-5 鋼管混凝土柱不同截面在鋼管內(nèi)部澆筑混凝土，形成的共同受力的組合結(jié)構(gòu)稱為鋼管混凝土柱。的截面形式有很多，如圓形，方形，矩形，多邊形等截面形式（見圖 1-5鋼管混凝土柱在外荷載下，外部鋼管對內(nèi)部混凝土產(chǎn)生約束，提高了其抗壓混凝土?xí)䦟︿摴鼙诘膫?cè)壓力，增強(qiáng)了幾何穩(wěn)定性，不易發(fā)生屈曲，使得鋼以充分發(fā)揮，提高了其承載能力。1998 年，Stephen P.Schneider[3]通過對多根鋼管混凝土柱的軸心受壓試驗(yàn)得

州科技大學(xué)碩士論文 第二章 空間鋼構(gòu)架加強(qiáng)圓形鋼管混凝土組合柱偏壓性能試驗(yàn)簡2.2.2 試件的加工首先按照圖紙設(shè)計的試件尺寸，將不同材料的用量匯總。將所有材料準(zhǔn)備齊全按照試件的配筋對鋼材進(jìn)行下料。試件加工按照以下幾個步驟進(jìn)行：○1 在上下的塊鋼板上用石筆在鋼板表面畫出定位的軸線，用于確定角鋼以及鋼管在鋼板上的焊位置�！�2 將兩肢相鄰的角鋼以及綴條通過點(diǎn)焊連接在一起，角鋼兩端的綴條采50mm 寬的，其余的綴條均采用 40mm 寬度的�！�3 將兩肢連接好的兩組角鋼按照位軸線的位置通過點(diǎn)焊固定在底部的端板上，再將剩余位置的綴條在相應(yīng)位置點(diǎn)焊齊并在底部焊上加勁肋，形成空間鋼構(gòu)架�！�4 待將內(nèi)部角鋼和綴條上的應(yīng)變片黏完成后，將外部的鋼管相應(yīng)出線口的位置開洞然后與底部鋼板焊接并焊上加勁肋○將開洞后的頂部鋼板與鋼管焊接，本次試驗(yàn)所有試件焊縫均按照《鋼結(jié)構(gòu)工程施工量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50205-2001）[43]相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行焊接。加工成型的試件如圖 2-10 示。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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7 何葆林;空間鋼構(gòu)架高強(qiáng)混凝土框架結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究與理論分析[D];蘇州科技學(xué)院;2007年

本文編號：2720692