薄壁鋼管混凝土長柱承載性能研究.pdf

1、在傳統(tǒng)的鋼管混凝土工程中，經(jīng)常采用的是管壁較厚的鋼管混凝土。已有的工程經(jīng)驗(yàn)表明，在鋼管混凝土工程中采用薄壁鋼管，可以減少鋼材用量，減輕焊接工作量，達(dá)到降低造價(jià)的目的。但是薄壁鋼管在軸壓或偏壓作用下容易發(fā)生局部屈曲，尤其是截面形狀為方形或矩形時(shí)。參照鋼結(jié)構(gòu)處理局部屈曲的方法，可沿薄壁鋼管混凝土管壁縱向設(shè)置加勁肋，利用加勁肋的抗彎剛度為板件的面外提供約束變形的支撐點(diǎn)，從而提高板件發(fā)生局部屈曲的臨界應(yīng)力。本文采用有限元分析和理論分析相結(jié)合的方

2、法對(duì)軸壓和偏壓下薄壁鋼管混凝土長柱的變形和承載性能進(jìn)行了研究，主要包括以下幾個(gè)方面：
　　 （1）初始幾何缺陷(初彎曲)是影響鋼結(jié)構(gòu)板件局部屈曲的重要因素之一，初始彎曲的存在會(huì)降低薄壁鋼管混凝土柱的承載力。采用能量法對(duì)具有初始彎曲管壁的屈曲性能進(jìn)行了分析，結(jié)果表明，初始彎曲的存在會(huì)使管壁的寬厚比降低30％左右。規(guī)程DBJ13-51-2003和CECE 159：2004對(duì)方形和矩形鋼管混凝土管壁臨界寬厚比的規(guī)定是偏于安全和合理的。

3、
　　 （2）采用有限元法對(duì)帶有不同端板剛度的帶肋薄壁矩形鋼管混凝土長柱的承載性能進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)端板剛度的大小會(huì)影響構(gòu)件的破壞模式及承載力大小，端板剛度高于臨界剛度時(shí)的承載力比端板剛度低于臨界剛度時(shí)的承載力提高15％左右。
　　 （3）通過對(duì)已有試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，得出適用于帶肋和不帶肋薄壁矩形鋼管混凝土短柱的承載力計(jì)算公式。以長細(xì)比為參數(shù)，對(duì)軸壓下帶肋和未帶肋薄壁矩形鋼管混凝土長柱進(jìn)行有限元分析，從荷載—位移曲線圖可以得出加

4、勁肋的設(shè)置可以有效防止局部屈曲提前發(fā)生，從而提高了柱子的承載力和延性，并分別回歸了帶肋和未帶肋薄壁矩形鋼管混凝土長柱的極限承載力公式，可用來估計(jì)長柱的極限承載力，為其應(yīng)用于實(shí)際工程作了初步探索。
　　 （4）對(duì)偏壓作用下帶肋薄壁矩形鋼管混凝土長柱的荷載—位移曲線和破壞模式進(jìn)行了研究，分析了長細(xì)比、偏心距對(duì)力學(xué)性能的影響。
　　 （5）用截面換算法推導(dǎo)出帶肋薄壁矩形鋼管混凝土偏壓短柱、長柱的極限承載力公式，并進(jìn)行了驗(yàn)證，結(jié)