鋼管約束混凝土軸壓和偏壓構(gòu)件靜力性能研究.pdf

1、鋼管約束混凝土柱是在鋼管混凝土柱、箍筋約束混凝土柱和型鋼混凝土柱的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件，具有承載力高、延性好、抗火性能好、施工方便等優(yōu)點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)鋼管約束混凝土柱的研究剛剛起步，以往的研究也主要集中在軸壓短柱方面，而對(duì)工程中最為常見的偏壓構(gòu)件鮮有報(bào)道。本文對(duì)鋼管約束混凝土偏壓構(gòu)件進(jìn)行了試驗(yàn)研究及理論分析，主要內(nèi)容包括：
　　(1)進(jìn)行了8個(gè)圓鋼管約束鋼筋混凝土軸壓試件和16個(gè)圓鋼管約束鋼筋混凝土偏壓試件試驗(yàn)研究

2、，主要參數(shù)為長(zhǎng)細(xì)比、偏心距及鋼管約束模式。分析了不同鋼管約束模式試件的破壞模式，測(cè)得了試件的荷載-位移曲線、荷載-鋼管應(yīng)力全過程曲線，建立了圓鋼管約束鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件力學(xué)模型。建立了圓鋼管約束鋼筋混凝土偏壓中長(zhǎng)柱有限元模型，對(duì)圓鋼管約束鋼筋混凝土中長(zhǎng)柱進(jìn)行了全過程有限元分析。
　　(2)進(jìn)行了8個(gè)方鋼管約束鋼筋混凝土軸壓試件和16個(gè)方鋼管約束鋼筋混凝土偏壓試件試驗(yàn)研究，主要參數(shù)為長(zhǎng)細(xì)比、偏心距及鋼管約束模式。分析了不同鋼管約束模

3、式試件的破壞模式，測(cè)得了試件的荷載-位移曲線、荷載-鋼管應(yīng)力全過程曲線，建立了方鋼管約束鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件力學(xué)模型。建立了方鋼管約束鋼筋混凝土偏壓中長(zhǎng)柱有限元模型，對(duì)方鋼管約束鋼筋混凝土中長(zhǎng)柱進(jìn)行了全過程有限元分析。
　　(3)進(jìn)行了12個(gè)圓鋼管約束型鋼混凝土軸壓試件和12個(gè)圓鋼管約束型鋼混凝土偏壓試件試驗(yàn)研究，主要參數(shù)為長(zhǎng)細(xì)比、偏心距、鋼管約束模式及不同的抗剪連接件設(shè)置方式。分析了不同鋼管約束模式試件的破壞模式，測(cè)得了試件的荷載

4、-位移曲線、荷載-鋼管全過程應(yīng)力曲線，分析了抗剪連接件的影響，建立了圓鋼管約束鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件力學(xué)模型。建立了圓鋼管約束鋼筋混凝土偏壓中長(zhǎng)柱有限元模型，對(duì)圓鋼管約束鋼筋混凝土中長(zhǎng)柱進(jìn)行了全過程有限元分析。
　　(4)進(jìn)行了12個(gè)方鋼管約束型鋼混凝土軸壓試件和12個(gè)方鋼管約束型鋼混凝土偏壓試件試驗(yàn)研究，主要參數(shù)為長(zhǎng)細(xì)比、偏心距、鋼管約束模式及不同的抗剪連接件設(shè)置方式。分析了不同鋼管約束模式試件的破壞模式，測(cè)得了試件的荷載-位移曲線

5、、荷載-鋼管應(yīng)力全過程曲線，分析了抗剪連接件的影響，建立了方鋼管約束鋼筋混凝土偏壓構(gòu)件力學(xué)模型。建立了方鋼管約束鋼筋混凝土偏壓中長(zhǎng)柱有限元模型，對(duì)方鋼管約束鋼筋混凝土中長(zhǎng)柱進(jìn)行了全過程有限元分析。
　　(5)采用基于Ma nde r模型的約束混凝土本構(gòu)關(guān)系，通過纖維模型法計(jì)算了試件的荷載-位移曲線；試驗(yàn)結(jié)果表明該模型適用于鋼管約束混凝土構(gòu)件，基于該模型計(jì)算了鋼管約束混凝土的等效矩形應(yīng)力?；谀芰吭?，計(jì)算了鋼管約束混凝土極限壓應(yīng)變

6、；基于鋼管約束混凝土的等效矩形應(yīng)力、鋼管約束混凝土極限壓應(yīng)變，建立了鋼管約束鋼筋混凝土截面偏壓承載力公式。采用切線模量法建議了鋼管約束混凝土構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)，并基于約束混凝土本構(gòu)關(guān)系建立了鋼管約束混凝土構(gòu)件偏心距增大系數(shù)計(jì)算方法。
　　(6)基于截面全塑性假定，采用纖維模型法計(jì)算了鋼管約束型鋼混凝土偏壓構(gòu)件的N-M相關(guān)曲線，并采用曲線上的4個(gè)特征點(diǎn)，建立了鋼管約束型鋼混凝土截面偏壓承載力簡(jiǎn)化計(jì)算公式；基于截面N-M相關(guān)曲線，通過折減彎