為加快我國內(nèi)河水運(yùn)的發(fā)展,薄壁鋼護(hù)筒與鋼筋混凝土聯(lián)合受力架空直立式這一新的碼頭結(jié)構(gòu)形式逐漸被應(yīng)用到實(shí)際工程中。在實(shí)際工程中,由于制造的偏差、軸心線的偏離、聯(lián)系結(jié)構(gòu)協(xié)同受力,以及上部堆載不均勻等因素使得絕大多數(shù)的組合構(gòu)件處于偏心受壓狀態(tài)。目前對應(yīng)用于碼頭結(jié)構(gòu)的薄壁鋼護(hù)筒-鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu)(RCFST)偏心受壓承載性能的研究還未下定論。鑒于此,本文依托交通部運(yùn)輸部建設(shè)科技項(xiàng)目中關(guān)于“在役高樁碼頭結(jié)構(gòu)整體安全性評估技術(shù)力學(xué)特性研究”中的部分研究內(nèi)容,對薄壁鋼護(hù)筒-鋼筋混凝土聯(lián)合受力構(gòu)件進(jìn)行單向偏心受壓承載性能研究。本文主要研究內(nèi)容和成果如下:1、對本次薄壁鋼護(hù)筒-鋼筋混凝土組合構(gòu)件單向偏心受壓的試驗(yàn)方案進(jìn)行了設(shè)計:水工結(jié)構(gòu)室內(nèi)模型試驗(yàn)相似比尺原則、各材料的屬性確定、加載方案及測點(diǎn)布置、試驗(yàn)開展流程、需要檢測的內(nèi)容及需要處理數(shù)據(jù)處理、材料統(tǒng)計、材料性能試驗(yàn)、試件制作、試件養(yǎng)護(hù)等。按照鋼護(hù)筒及偏心率參數(shù)改變總共設(shè)計制作了5個模型柱及配套模板。2、通過對室內(nèi)模型試驗(yàn),對組合構(gòu)件從加載到破壞進(jìn)行全過程分析,考察了試件的破壞形態(tài),討論了各參數(shù)對組合構(gòu)件承載性能的影響。結(jié)果表明:(1)鋼護(hù)筒壁厚增大對組合構(gòu)件承載性能的提高是由材料本身及對核心混凝土的約束作用產(chǎn)生,混凝土的脆性及變形受到抑制而使構(gòu)件承載性能提高。(2)偏心率增大,組合構(gòu)件極限承載能力減小,各材料彈性階段占百分比越低,柱頂側(cè)向和頂面混凝土受拉開裂程度越大,鋼護(hù)筒的環(huán)向應(yīng)變分布越不均衡。并在偏心率為0.25至0.5期間,存在一界限破壞值,使得受壓混凝土壓碎時,受拉鋼筋剛好屈服,可為實(shí)際工程做出一定參考。3、為驗(yàn)證及深化對課題的研究,在室內(nèi)模型試驗(yàn)基礎(chǔ)上,采用有限元分析軟件abaqus對模型試驗(yàn)進(jìn)行數(shù)值模擬:定義材料本構(gòu)模型及截面特性、施加載荷和邊界條件、結(jié)果后處理等,并對數(shù)據(jù)分析總結(jié)。在此基礎(chǔ)上按照擴(kuò)展鋼護(hù)筒及偏心率參數(shù)增設(shè)了13根模型柱進(jìn)行模擬。模擬發(fā)現(xiàn):(1)在理想狀態(tài)下,僅增大組合構(gòu)件鋼護(hù)筒壁厚,構(gòu)件的極限承載性能總體呈線性增長。(2)偏心率增大,組合構(gòu)件由柱頂至柱底應(yīng)變傳遞更深,極限承載能力時受拉面積隨偏心率增大而越大。偏心率由0.45至0,單向偏心受壓構(gòu)件的承載性能提高的一階導(dǎo)數(shù)增大。而偏心率由0.45至0.7,單向偏心受壓構(gòu)件的承載性能減小的一階導(dǎo)數(shù)增大。
【學(xué)位單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U656.1
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和研究意義
    1.2 鋼護(hù)筒與鋼筋混凝土組合構(gòu)件研究現(xiàn)狀
    1.3 鋼管混凝土結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 鋼管混凝土軸壓承載性能研究
        1.3.2 鋼管混凝土偏壓承載性能研究
        1.3.3 鋼管混凝土柱偏心受壓承載力計算方法
    1.4 目前研究中存在的問題
    1.5 主要研究內(nèi)容及技術(shù)路線
        1.5.1 主要研究內(nèi)容
        1.5.2 技術(shù)路線圖
第二章 薄壁鋼護(hù)筒-鋼筋混凝土單向偏心受壓承載性能模型試驗(yàn)設(shè)計
    2.1 試驗(yàn)?zāi)康?br>    2.2 試驗(yàn)規(guī)劃
        2.2.1 試驗(yàn)設(shè)計原理：水工結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)相似準(zhǔn)則
        2.2.2 模型柱概述
        2.2.3 加載方案及測點(diǎn)布置
        2.2.4 材料性能試驗(yàn)
        2.2.5 試件制作
第三章 薄壁鋼護(hù)筒-鋼筋混凝土單向偏心受壓承載性能模型試驗(yàn)結(jié)果與分析
    3.1 引言
    3.2 試驗(yàn)準(zhǔn)備及構(gòu)建組設(shè)置
        3.2.1 模型柱吊運(yùn)安裝
        3.2.2 百分表及貼片連線
        3.2.3 偏心距調(diào)整
        3.2.4 試驗(yàn)安全準(zhǔn)備
        3.2.5 構(gòu)件組設(shè)置
        3.2.6 試驗(yàn)預(yù)加載
    3.3 試驗(yàn)現(xiàn)象與數(shù)據(jù)分析
        3.3.1 模型柱試驗(yàn)過程和數(shù)據(jù)分析
    3.4 極限承載能力及其承載機(jī)理分析
        3.4.1 鋼護(hù)筒壁厚對極限承載能力影響的定量分析
        3.4.2 單向偏心受壓偏心率大小對極限承載能力影響的定量分析
        3.4.3 各試件極限能力值與彎矩分析
    3.5 內(nèi)部破壞形態(tài)及數(shù)據(jù)分析
        3.5.1 柱頂以下1/4處核心混凝土破壞形態(tài)
        3.5.2 跨中截面混凝土豎向應(yīng)變分布
    3.6 破壞過程分析
        3.6.1 各模型柱試件破壞過程
    3.7 荷載水平-鋼護(hù)筒跨中環(huán)向應(yīng)變關(guān)系曲線
    3.8 單向偏心荷載下的側(cè)向撓度曲線
    3.9 本章小結(jié)
第四章 薄壁鋼護(hù)筒-鋼筋混凝土單向偏心受壓承載性能有限元研究
    4.1 概述
    4.2 abaqus有限元分析模型
        4.2.1 構(gòu)件基本信息
        4.2.2 材料的本構(gòu)類型
        4.2.3 單元選取及界面模擬
        4.2.4 邊界條件及加載方式
    4.3 計算結(jié)果分析
        4.3.1 模型驗(yàn)證
        4.3.2 單向偏心受壓構(gòu)件有限元分析
        4.3.3 薄壁鋼護(hù)筒-鋼筋混凝土組合構(gòu)件單向偏心受壓承載性能影響
        4.3.4 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 主要結(jié)論
    5.2 展望
    5.3 結(jié)束語
致謝
參考文獻(xiàn)
在校期間發(fā)表的論著及科研成果

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本文編號：2852724