内埋空间钢构架方形钢管混凝土轴压短柱受力性能试验研究

发布时间：2020-07-13 16:19

【摘要】：已有的试验表明,方钢管对核心混凝土,空间钢构架对核心混凝土具有一定的约束作用,可以提高核心混凝土的强度和变形性能。据此,提出一种新型的组合柱—内埋空间钢构架方形钢管混凝土短柱,即在方钢管混凝土中内埋空间钢构架形成组合柱,具有空间钢构架对核心混凝土、方钢管对空间钢构架外混凝土的双重约束作用。通过进行轴心受压试验与有限元分析,探索该类组合柱的受力性能,并提出组合柱的极限承载力计算公式为以后的工程实际提供一定的理论依据。通过改变外方钢管的宽厚比,内部空间钢构架缀板的间距等参数设计制作了5个内埋空间钢构架方形钢管混凝土短柱试件与1个纯方管混凝土短柱试件,进行轴心受压试验研究。研究表明:由于核心混凝土受到外部空间钢构架良好的约束作用,内埋空间钢构架混凝土短柱明显改善了方钢管后期的延性,当试件达到峰值荷载以后,承载力衰减变弱,体现出较好的变形能力。随着外部方钢管厚度的增大,缀板间距的减小,试件极限承载能力与变形都提高,而缀板的间距是影响试件后期延性的主要因素。通过ABAQUS有限元分析软件,建立了内埋空间钢构架方形钢管混凝土短柱非线性有限元模型,通过对上述试验试件的模拟分析,表明模拟的荷载-位移曲线均吻合良好。在验证模型正确性的基础下,通过改变内部钢骨角钢的肢长,内部钢骨缀板的厚度,混凝土的强度,内外钢骨形式的变化,又额外设计了8个有限元试件模型。有限元分析表明,随着角钢肢长的增大,缀板厚度的增大,内填混凝土强度的提高,峰值荷载均呈上升的趋势。同时随着内外钢骨形式的变化,明显可以发现双空间钢构架的峰值荷载与变形要优于内部空间钢构架外部方形钢管的混凝土柱,而内外均是方钢管钢骨的混凝土柱则在峰值荷载以后表现出较差的延性同时极限承载能力也最低。在试验研究和有限元模拟分析的基础上,采用叠加原理,推导了两种计算内埋空间钢构架方钢管混凝土短柱轴压承载力的计算公式,分析表明,计算公式的计算值N_u~(cal)与试验值N_u~(test)符合较好,可以用来计算方钢管混凝土短柱轴压承载力。
【学位授予单位】：苏州科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU398.9
【图文】：

土柱的研究现状及发展趋势柱不同于型钢混凝土柱等实腹式钢骨缀条以焊接的方式连接四端的纵向角扎而成的钢筋笼然后内填混凝土形成比，不仅提高了钢材与混凝土的整性能与延性。空间钢构架本身可以承内部混凝土产生侧向挤压，间接提高核整体后期的变形能力，同时混凝土也于三向受压状态，对外部角钢产生侧，角钢承载能力没办法充分发挥。

学硕士论文 第二章 内埋空间钢构架方形钢管轴压短柱受力性40 3900 600110×110 4L40×4 309×4=1236 33.33 4656 600110×110 4L40×4 309×4=1236 503136600110×110 4L40×4 309×4=1236 503136600110×110 4L40×4 309×4=1236 件配筋图是各个试件的配筋图，考虑到内部空间钢构架间距较小，并且，为了便于浇筑混凝土，在柱顶钢板开方形洞口。同时为了便架的导线引出，在距离顶板 100mm 处开椭圆形洞口，并且为弱太大，在引线处通过结构胶粘贴一块钢板来适当加强。）SSFCC-61

SSFCC-61横截面配筋图

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 丁发兴;付磊;龚永智;余志武;;方钢管混凝土轴压短柱的力学性能研究[J];深圳大学学报(理工版);2014年06期

2 史艳莉;王文达;王亚伟;;内配型钢方钢管混凝土轴压短柱力学性能及参数分析[J];工程力学;2014年S1期

3 吴昊;唐兴荣;;空间钢构架混凝土柱受力性能的有限元分析[J];淮海工学院学报(自然科学版);2013年03期

4 赵同峰;李宏男;刘宏;;方钢管钢骨混凝土轴压短柱极限承载力计算[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2010年02期

5 肖阿林;何益斌;郭健;;型钢-钢管混凝土轴压柱核心混凝土应力-应变关系[J];中南大学学报(自然科学版);2010年01期

6 赵同峰;王连广;赵爽;;方钢管-钢骨高强混凝土轴压短柱承载力分析[J];东北大学学报(自然科学版);2008年10期

7 卢方伟;李四平;孙国钧;;方钢管混凝土轴压短柱的非线性有限元分析[J];工程力学;2007年03期

8 李小伟;赵均海;朱铁栋;王亮;;方钢管混凝土轴压短柱的力学性能[J];中国公路学报;2006年04期

9 邓远征,王清湘;钢骨-钢管混凝土轴压短柱承载力研究[J];工业建筑;2005年S1期

10 唐兴荣;偏心受压空间钢构架混凝土柱静力性能的试验研究[J];建筑结构;2005年01期

相关硕士学位论文 前4条

1 刘艾宇;空间钢构架钢骨混凝土柱抗震性能试验研究[D];苏州科技大学;2017年

2 陈晓锋;空间钢构架混凝土柱受力性能试验研究[D];苏州科技学院;2015年

3 王恺;空间钢构架约束混凝土的本构关系及其轴压短柱的有限元分析[D];苏州科技学院;2015年

4 国建飞;钢管约束型钢高强混凝土轴压短柱力学性能试验研究与分析[D];长安大学;2009年

本文编号：2753691