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接焊接而成,鋼板越厚軋彎難度越大,現(xiàn)場制作加工難度大,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。因此,在2012年湖北省自然科學(xué)基金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號:2012FFB05112)和2014年中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號:WUT 2014-IV-125)的資助下,本文以組合異形(T形、L形)鋼管混凝土柱為研究對象,采用試驗(yàn)研究、理論分析與數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的方法對其軸心受壓性能進(jìn)行研究,主要研究內(nèi)容及成果概括如下:(1)分別對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)度和長細(xì)比對試件破壞形態(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);鋼管厚度對試件軸壓承載力影響較大,而且試件長細(xì)比越大,鋼管厚度對試件軸壓承載力的影響就越顯著;隨著混凝土強(qiáng)度等級由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),長細(xì)比對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。(2)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)測值;鋼管對核心混凝土的約束應(yīng)力主要分布于鋼管角部和距離鋼管角部25mm的范圍,以角部最大,越靠近鋼管各邊中部,鋼管對核心混凝土的約束應(yīng)力越小,基本接近于0。最后,在總結(jié)全文工作的基礎(chǔ)上,提出了本課題的研究展望。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TU398.9

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1652762