十字形截面方鋼管混凝土組合異形柱承載力研究.pdf

1、近年來，對于方鋼管混凝土的研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，在大量理論研究與工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，各地已出臺了相應(yīng)的規(guī)程供設(shè)計(jì)人員參考。但是對于由方鋼管混凝土組成的異形柱，國內(nèi)外的研究資料卻很少。本文提出一種新型異形柱形式——方鋼管混凝土組合異形柱，并對其主要截面形式——十字形截面方鋼管混凝土組合異形柱，從理論、有限元分析和試驗(yàn)三個(gè)方面進(jìn)行了力學(xué)性能的研究。 針對方鋼管混凝土柱計(jì)算的疊加理論進(jìn)行了分析，依據(jù)理論分析和鋼管混凝土超聲波檢測的試

2、驗(yàn)數(shù)據(jù)，提出了采用疊加理論計(jì)算方鋼管混凝土柱的應(yīng)用論據(jù)。在分析現(xiàn)有疊加理論計(jì)算方法的基礎(chǔ)上，提出了新的方鋼管混凝土柱計(jì)算理論，并推導(dǎo)了計(jì)算公式；同時(shí)在變形協(xié)調(diào)條件下，推導(dǎo)了其軸壓力分配系數(shù)計(jì)算公式；在此理論基礎(chǔ)上，確定了十字形截面方鋼管混凝土組合異形柱換算長細(xì)比的計(jì)算公式和鋼管穩(wěn)定性提高系數(shù)。 采用有限元分析程序ANSYS，對十字形截面方鋼管混凝土組合異形柱長柱和短柱模型進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，通過將有限元分析結(jié)果與理論結(jié)果對比，初

3、步驗(yàn)證采用疊加理論計(jì)算十字形截面方鋼管混凝土組合異形柱是可行的。 在理論計(jì)算的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了十字形截面方鋼管混凝土組合異形柱試件兩個(gè)，即長柱試件和短柱試件各一個(gè)，對試件進(jìn)行單調(diào)靜力加載軸壓試驗(yàn)，試驗(yàn)前對試件進(jìn)行了材性試驗(yàn)和超聲波檢測試驗(yàn)。通過單調(diào)靜力加載軸壓試驗(yàn)研究了試件的力學(xué)性能，并分析了試件在軸壓力下的屈曲形式。試驗(yàn)結(jié)束后，對理論計(jì)算結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)二者吻合較好，進(jìn)一步驗(yàn)證了采用疊加理論計(jì)算十字形截面方鋼管混凝