【摘要】：隨著高強(qiáng)度材料的發(fā)展與應(yīng)用,以及對輕質(zhì)大跨工程結(jié)構(gòu)的實(shí)際需求,高強(qiáng)鋼管-高強(qiáng)混凝土組合結(jié)構(gòu)應(yīng)運(yùn)而生,如高強(qiáng)鋼管-高強(qiáng)混凝土(High-strength concrete-filled steel tubular)拱,然HS-CFST拱拱長細(xì)比較大,且以受壓為主,穩(wěn)定性問題是控制設(shè)計(jì)的重要因素。目前關(guān)于HS-CFST拱的研究甚少,對其受力性能和破壞形式尚未形成統(tǒng)一認(rèn)識(shí),更無設(shè)計(jì)規(guī)范可循。本文結(jié)合模型試驗(yàn)和有限元分析,對HS-CFST拱平面內(nèi)彈塑性穩(wěn)定性能進(jìn)行了深入的研究,具體內(nèi)容如下:(1)HS-CFST拋物線拱平面內(nèi)承載能力研究。本文設(shè)計(jì)并加工了了6根不同強(qiáng)度的高強(qiáng)鋼管和高強(qiáng)混凝土拋物線型拱肋試件,制定了詳細(xì)的加載方案,在拱肋各控制斷面布置了變形和應(yīng)變測點(diǎn),通過五點(diǎn)豎向?qū)ΨQ分級(jí)加載實(shí)時(shí)追蹤了試件在加載全過程中的內(nèi)力變化和變形情況,探明了拱肋在均布荷載下的受力行為,獲得了HSCFST的極限承載能力和破壞模態(tài),發(fā)現(xiàn)破壞模態(tài)與拱肋初始缺陷有很大關(guān)系。(2)HS-CFST拋物線拱數(shù)值分析。采用ABAQUS軟件建立了HSCFST拋物線拱的有限元計(jì)算分析模型,充分考慮了拱的幾何非線性、材料非線性、核心混凝土的套箍效應(yīng)和初始幾何缺陷的影響,得到了拱加載過程的荷載-位移曲線和荷載-應(yīng)變曲線,并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比。對比分析驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性和有限元計(jì)算模型的精確性。(3)提出了高強(qiáng)鋼管-高強(qiáng)混凝土拱的平面內(nèi)穩(wěn)定承載力計(jì)算公式�；趯�(shí)驗(yàn)與大量的有限元模型參數(shù)分析結(jié)果,分析了鋼管和混凝土強(qiáng)度、矢跨比、長細(xì)比和含鋼率對拱的平面內(nèi)承載力的影響,提出了適用于全跨豎向均布荷載作用下高強(qiáng)鋼管-高強(qiáng)混凝土拱的平面內(nèi)穩(wěn)定承載力計(jì)算公式,并與普通鋼管混凝土拱穩(wěn)定設(shè)計(jì)公式進(jìn)行了對比,新的公式考慮了矢跨比、鋼管強(qiáng)度和混凝土強(qiáng)度的影響。
【圖文】：

件形式有內(nèi)填型，內(nèi)填外包型反，混凝土材料抗壓能力強(qiáng)，點(diǎn)結(jié)合起來，共同發(fā)揮作用，的延性和提高了耐久性能。有承載能力高、造型美觀、跨地應(yīng)用于橋梁、建筑工程，航可分為：圓弧拱橋、拋物線拱可見拋物線型拱橋在實(shí)際應(yīng)用豎向荷載下，支承處會(huì)產(chǎn)生水同跨徑和橫向距離相同的截面構(gòu)在具有良好的承載能力時(shí)，圓弧形,1.30%

高強(qiáng)鋼管-高強(qiáng)混凝土（HS-CFST）拱平面內(nèi)承載能力研究拱結(jié)構(gòu)與鋼管混凝土相結(jié)合，能充分發(fā)揮兩種材料的力學(xué)性能，拱橋主要承受軸向壓力，而鋼管混凝土抗壓性能強(qiáng)，因此在大跨度橋梁中應(yīng)用廣泛，如圖 1-2 所示。在施工過程中，外鋼管能直接充當(dāng)內(nèi)部核心混凝土的永久模板，能省去支模板，拆模板的工序，大大降低了工作量，，能有效地縮短施工周期；與鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼管混凝土拱橋用鋼量明顯減少，且跨越能力強(qiáng)，降低了工程造價(jià)。隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，組拼拱、斜靠拱、雙曲拱、蝴蝶拱等新型結(jié)構(gòu)形式逐漸應(yīng)用于工程實(shí)踐中，因其復(fù)雜、新穎、美觀的造型，漸漸地成為了城市中的地標(biāo)。
【學(xué)位授予單位】：廣州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU398.9

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2680147