八邊形中空夾層鋼管混凝土軸壓短柱力學(xué)性能的研究.pdf

1、近年來隨著鋼管混凝土結(jié)構(gòu)在高層建筑和橋梁等結(jié)構(gòu)中應(yīng)用的日趨增多，一種新型的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)形式—中空夾層鋼管混凝土開始逐漸受到有關(guān)研究人員和工程技術(shù)人員的重視。該類構(gòu)件是將兩層鋼管同心放置，并在鋼管之間填充混凝土而形成的構(gòu)件。以往國內(nèi)外一些學(xué)者主要對圓中空夾層鋼管混凝土構(gòu)件以及方中空夾層鋼管混凝土構(gòu)件進(jìn)行了研究?？紤]到這兩種結(jié)構(gòu)形式存在的一些缺點，本課題創(chuàng)造性地對八邊形中空夾層鋼管混凝土短柱的軸壓力學(xué)性能進(jìn)行了初步研究，并通過實驗途徑與有

2、限元模擬途徑歸納出了一些結(jié)論，為此類結(jié)構(gòu)形式應(yīng)用的進(jìn)一步研究打下了基礎(chǔ)。 本文首先通過實驗途徑詳細(xì)地分析了此類構(gòu)件的各組成部分，即核心混凝土、內(nèi)鋼管、外鋼管的直邊段以及斜邊段隨外荷載變化的應(yīng)變變化特點。然后，根據(jù)實驗結(jié)果以及類似構(gòu)件現(xiàn)有的文獻(xiàn)資料，提出了此類短柱軸壓承載力的計算方法，并在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析各幾何參數(shù)對承載力提高系數(shù)的影響。最后，運用ANSYS有限元程序?qū)嶒炘嚰S壓力學(xué)性能進(jìn)行了數(shù)值模擬，并確定了可用來分析此類

3、構(gòu)件的核心混凝土與鋼材的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系模型。之后，用數(shù)值模擬方法合理地分析了截面幾何參數(shù)變化對構(gòu)件承載力提高系數(shù)的影響，發(fā)現(xiàn)與根據(jù)實驗公式的參數(shù)分析吻合較好。為進(jìn)一步拓寬范圍，本文還用數(shù)值模擬分析了核心混凝土強度等級的變化對構(gòu)件承載力提高系數(shù)的影響，發(fā)現(xiàn)與圓中空夾層鋼管混凝土以及方中空夾層鋼管混凝土軸壓短柱的規(guī)律相一致。 最后，根據(jù)實驗結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果，本文提出了可用來計算八邊形中空夾層鋼管混凝土短柱軸壓承載力的計算公式以及具