發(fā)布時間：2018-05-31 16:56

  本文選題：鋼管混凝土 + 勁性骨架��； 參考：《福州大學(xué)》2013年碩士論文

【摘要】：鋼-混凝土組合柱在建筑工程中得到了較廣泛的應(yīng)用；而在混凝土拱橋中,以鋼管混凝土為勁性骨架再外包混凝土的施工方法也應(yīng)用到很多橋梁中,但以往的工程中均不考慮勁性骨架的承載作用,為進(jìn)一步增強(qiáng)混凝土拱橋的跨越能力,同時方便施工,因此出現(xiàn)了考慮勁性骨架承載力的鋼桁腹桿-勁性骨架混凝土組合拱。由于拱以受壓為主,所以這種組合拱的截面可簡化為鋼管混凝土勁性骨架組合柱的研究。但目前類似組合柱的承載力研究中,均以荷載-位移曲線的極值點(diǎn)作為承載力的判斷標(biāo)準(zhǔn),而本文則從橋梁工程的實(shí)際出發(fā),以這種組合柱外圍混凝土剝落作為承載力標(biāo)志,開展了試驗(yàn)及有限元分析,并提出了相應(yīng)的承載力計算公式,主要工作與結(jié)論包括以下幾個方面：(1)以面積比(組合柱內(nèi)鋼管混凝土面積與整個柱截面面積之比)為主要研究參數(shù),進(jìn)行了鋼管混凝土勁性骨架組合柱的軸壓試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明,整個受力過程可劃分為三個階段,分別為彈性階段、彈塑性階段與塑性階段,組合柱在不同面積比情況下表現(xiàn)出不同的受力性能與破壞模式,混凝土剝落可能發(fā)生在彈塑性階段,也可能發(fā)生在塑性階段,以混凝土剝落為標(biāo)志的承載力與峰值荷載并不一定重合。(2)結(jié)合已有文獻(xiàn)的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn),面積比參數(shù)對組合柱初裂荷載、剝落荷載及峰值荷載均有影響。隨面積比增大,初裂荷載、剝落荷載、初裂荷載與峰值荷載的比值呈現(xiàn)先增大后減小的規(guī)律,剝落荷載與峰值荷載的比值呈逐漸減小的規(guī)律,且這種規(guī)律不因配筋量或偏心率的變化而改變。(3)采用通用有限元軟件ABAQUS建立了鋼管混凝土勁性骨架組合柱的有限元模型,并通過與試驗(yàn)對比,驗(yàn)證了所建模型的正確性并開展了有限元參數(shù)分析。分析結(jié)果表明,面積比對組合柱剝落承載力的影響規(guī)律與試驗(yàn)相同,影響組合柱剝落承載力的主要參數(shù)有面積比、縱筋配筋量、混凝土強(qiáng)度及鋼管強(qiáng)度等,在不同的面積比區(qū)段,組合柱的承載力(剝落荷載)不能簡單地等效為混凝土承載力和鋼管混凝土承載力的疊加。(4)在試驗(yàn)研究及有限元參數(shù)分析的基礎(chǔ)上,并結(jié)合現(xiàn)有組合柱承載力計算公式的對比,提出了以面積比劃分區(qū)段,考慮不同程度的鋼管混凝土承載力與外圍混凝土承載力的組合形式的組合柱承載力計算公式。精度分析表明,公式計算值與有限元值相差在10%之內(nèi),計算公式可供實(shí)際工程應(yīng)用。
[Abstract]:Steel-concrete composite columns have been widely used in construction projects, and in concrete arch bridges, the concrete filled steel tube (CFST) reinforced concrete composite columns are also used in many bridges. However, in previous projects, the bearing capacity of rigid skeleton is not considered. In order to further enhance the span capacity of concrete arch bridge and to facilitate construction, a steel truss web and concrete composite arch with stiffness skeleton bearing capacity is presented. Because the arch is mainly under compression, the section of the composite arch can be simplified to the research of steel tube concrete reinforced concrete rigid skeleton composite column. At present, however, in the study of bearing capacity of similar composite columns, the extreme point of load-displacement curve is taken as the criterion of the bearing capacity, and the concrete spalling around the composite column is taken as the bearing capacity symbol in this paper from the actual situation of bridge engineering. The test and finite element analysis are carried out, and the corresponding formulas for calculating the bearing capacity are put forward. The main work and conclusions are as follows: (1) taking the area ratio (the ratio of the concrete filled steel tube area in the composite column to the section area of the whole column) as the main research parameter, the axial compression test of the concrete filled steel tube reinforced concrete composite column is carried out. The experimental results show that the whole stress process can be divided into three stages: elastic stage, elastic-plastic stage and plastic stage. The composite columns show different mechanical properties and failure modes under different area ratios. The spalling of concrete may occur in the elastic-plastic stage or in the plastic stage. The bearing capacity marked by the spalling of concrete does not necessarily coincide with the peak load. Area ratio parameters have influence on initial crack load, peeling load and peak load of composite column. With the increase of area ratio, the ratio of initial crack load, peeling load, initial crack load to peak load increases first and then decreases, and the ratio of peeling load to peak load decreases gradually. And this rule does not change with the change of reinforcement quantity or heart rate.) the finite element model of steel tube concrete reinforced concrete composite column is established by using the general finite element software ABAQUS, and the model is compared with the test. The correctness of the model is verified and the finite element parameter analysis is carried out. The results show that the effect of area ratio on the peeling capacity of composite columns is the same as that of tests. The main parameters affecting the peeling capacity of composite columns are area ratio, reinforcement ratio of longitudinal reinforcement, strength of concrete and steel tube, etc. In different area ratio sections, the bearing capacity (peeling load) of composite columns can not be simply equivalent to the superposition of concrete bearing capacity and concrete filled steel tube bearing capacity. On the basis of experimental research and finite element parameter analysis, the bearing capacity of composite columns cannot be simply equivalent to the superposition of concrete bearing capacity and steel tube concrete bearing capacity. Based on the comparison of the existing formulas for calculating the bearing capacity of composite columns, a formula for calculating the bearing capacity of composite columns is put forward, which is divided into sections by area ratio and takes into account the combined forms of bearing capacity of concrete-filled steel tubular (CFST) and external concrete. The accuracy analysis shows that the difference between the calculated value and the finite element value is less than 10%, and the formula can be used in practical engineering.
【學(xué)位授予單位】：福州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TU398.9

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 解其鐵;張王麗;蔣天元;許杰;閆智民;李玉順;;鋼-竹組合柱軸心受壓性能的試驗(yàn)研究[J];工程力學(xué);2012年S2期

2 朱鳳元,臧安民;微機(jī)在鋼—砼組合柱中的應(yīng)用[J];武漢工業(yè)大學(xué)學(xué)報;1990年01期

3 楊亞平;;組合柱內(nèi)力分析[J];青海大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年01期

4 陳百玲;王連廣;秦國鵬;;玻璃纖維增強(qiáng)材料管勁性鋼筋混凝土組合柱軸心受壓試驗(yàn)研究[J];工業(yè)建筑;2011年10期

5 彭六紅;;組合柱工具式鋼模板[J];建筑技術(shù);1985年02期

6 王清湘,趙大洲,關(guān)萍;軸心受壓鋼骨-鋼管高強(qiáng)混凝土組合柱力學(xué)性能的研究[J];東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2002年05期

7 王清湘,趙大洲,關(guān)萍;鋼骨-鋼管高強(qiáng)混凝土軸壓組合柱受力性能的試驗(yàn)研究[J];建筑結(jié)構(gòu)學(xué)報;2003年06期

8 金普;;鋼混組合柱施工例析[J];建筑;2012年06期

9 趙滇生;帥耀鋒;陸長春;;薄壁型鋼管混凝土組合柱軸壓受力性能分析[J];浙江建筑;2010年08期

10 祝露;劉偉慶;王俊;方海;萬里;;復(fù)合材料管-鋼管約束混凝土組合柱的軸壓性能[J];南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年05期

相關(guān)會議論文 前10條

1 解其鐵;張王麗;蔣天元;許杰;閆智民;李玉順;;鋼-竹組合柱軸心受壓性能的試驗(yàn)研究[A];第20屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集（第Ⅱ冊）[C];2011年

2 張春良;;鋼管高強(qiáng)砼組合柱節(jié)點(diǎn)形式的探討[A];慶賀劉錫良教授執(zhí)教五十周年暨第一屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)報告會論文集[C];2001年

3 肖緒文;陳迎昌;田寶吉;;鄭州藍(lán)碼大廈工程型鋼混凝土組合柱、墻施工[A];首屆全國鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)交流會論文集[C];2006年

4 嚴(yán)從志;趙昕;;內(nèi)埋型鋼巨型組合柱的濕度擴(kuò)散分析[A];第四屆全國建筑結(jié)構(gòu)技術(shù)交流會論文集（上）[C];2013年

5 趙根田;;部分包裹混凝土組合柱的滯回性能[A];第22屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集第Ⅱ冊[C];2013年

6 康希良;宋朝;;鋼管混凝土組合柱小偏心受壓力學(xué)性能的研究[A];第21屆全國結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會議論文集第Ⅰ冊[C];2012年

7 王鑫;徐亞豐;;鋼管內(nèi)外混凝土不同強(qiáng)度時組合柱力學(xué)性能研究[A];第九屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2009年

8 汪光文;于岳;狄剛;;中國工程院綜合辦公樓鋼-混凝土組合柱、“S”形鋼梁施工[A];結(jié)構(gòu)混凝土創(chuàng)新與可持續(xù)發(fā)展——第十三屆全國混凝土及預(yù)應(yīng)力混凝土學(xué)術(shù)交流會論文集[C];2005年

9 張善慶;王世杰;林濤;;福建電力調(diào)度通信中心鋼一混組合柱施工技術(shù)[A];第十七屆華東六省一市建筑施工技術(shù)交流會論文集[C];2008年

10 林立巖;;新世紀(jì)高層建筑結(jié)構(gòu)的新柱型[A];新世紀(jì) 新機(jī)遇 新挑戰(zhàn)——知識創(chuàng)新和高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展（上冊）[C];2001年

相關(guān)重要報紙文章 前1條

1 本報記者 卿衛(wèi)平;中建鐵軍與亞洲醫(yī)療“航母”的博弈[N];中華建筑報;2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前4條

1 楊怡亭;高強(qiáng)型鋼混凝土組合柱承載力與抗震性能研究[D];北京科技大學(xué);2016年

2 趙大洲;鋼骨—鋼管高強(qiáng)混凝土組合柱力學(xué)性能的研究[D];大連理工大學(xué);2003年

3 楊遠(yuǎn)龍;T形組合柱力學(xué)性能研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

4 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)計方法研究[D];湖南大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 鈕強(qiáng)勝;FRP空心柱及FRP-混凝土組合柱抗側(cè)向沖擊性能研究[D];南京工業(yè)大學(xué);2015年

2 劉敏甲;低速側(cè)向撞擊下FRP-混凝土—鋼管組合柱動力響應(yīng)的試驗(yàn)研究及數(shù)值分析[D];太原理工大學(xué);2016年

3 鄒淼;不同空心率的FRP管—混凝土—鋼管組合柱在側(cè)向撞擊下的動力性能[D];太原理工大學(xué);2016年

4 趙繼會;多組合柱加固磚墻的抗震性能研究[D];山東建筑大學(xué);2016年

5 周維;不銹鋼管/普通鋼管高強(qiáng)混凝土組合柱軸壓力學(xué)性能研究[D];河南理工大學(xué);2012年

6 傅斌;鋼管混凝土勁性骨架組合柱極限承載力計算方法研究[D];福州大學(xué);2013年

7 鄭樂;薄壁型鋼管混凝土組合柱壓彎性能分析[D];浙江工業(yè)大學(xué);2011年

8 帥耀鋒;薄壁型鋼管混凝土組合柱受力性能分析[D];浙江工業(yè)大學(xué);2010年

9 趙鑫;鋼管混凝土組合柱新技術(shù)研究[D];沈陽建筑大學(xué);2012年

10 劉平;大尺寸鋼管高強(qiáng)混凝土組合柱抗震性能研究[D];河北聯(lián)合大學(xué);2013年

，

本文編號：1960607