改进组合式异形钢管混凝土构件抗弯性能研究

发布时间：2020-08-03 18:56

【摘要】：本文提出了改进组合式异形钢管混凝土(以下简称CFST),其钢管由一根矩形钢管和一根U形钢管焊接而成,相较于组合式、多室式异形CFST,改进组合式CFST也具有加工简单方便的优点,钢管间只有一块钢板,可以节省工程造价。异形CFST不仅能很好的满足结构的承载力与抗震要求,而且能使房间更加美观整齐,同时也能提高建筑的使用面积,因此在实际工程中得到了大量的推广使用。本文在中央高校基本科研业务费专项资金项目(WUT:2017-zy-056)的资助下,对T形和L形CFST构件的抗弯性能进行试验研究,并通过有限元软件ABAQUS对其抗弯性能进行进对比分析。主要研究内容如下:(1)通过对18根改进组合式T形CFST构件和18根改进组合式L形CFST构件的抗弯性能进行试验研究,试验研究表明:组成构件的矩形钢管和U形钢管变形协调,受力均匀,能较好地协同工作;构件的破坏形态为受拉区钢管拉裂或受压区钢管鼓屈破坏。(2)通过试验,分析了钢管厚度、剪跨比、混凝土强度等级和轴压比对其抗弯性能的影响。试验研究表明:对于T形CFST构件,随着钢管厚度和混凝土强度的增大,构件的抗弯承载力也随之增大,厚度为4mm和5mm的构件相对于厚度为3mm的构件,其抗弯极限承载力提高了18.4%和40.0%;混凝土强度为C40和C50的构件相对于混凝土强度为C30构件,其抗弯极限承载力提高了9.9%和20.4%;剪跨比对构件的抗弯极限承载力影响很小,可忽略不计;构件的极限抗弯承载力跟轴压比不是单调的线性关系,试件的抗弯极限承载力在轴压比为0.4时最大,轴压比为0.2和0.6时,极限抗弯承载力基本相等。对于L形CFST构件,随钢管厚度和混凝土强度的增大,试件的抗弯承载力也随之增大,厚度为4mm和5mm的构件相对于厚度为3mm的构件,其抗弯极限承载力提高了18.6%和44.0%;混凝土强度为C40和C50的构件相对于混凝土强度为C30构件,其抗弯极限承载力提高了9.0%和21.0%;剪跨比对构件的抗弯极限承载力影响非常小;构件的极限抗弯承载力跟轴压比不呈单调的线性关系,试件的抗弯极限承载力在轴压比为0.4时最大,轴压比为0.2和0.6时,极限抗弯承载力基本相等。(3)运用非线性有限元分析软件ABAQUS模拟构件的弯矩-挠度曲线,并将试验结果和数值模拟结果进行比较,以验证本文建立的模型的合理性。
【学位授予单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU398.9
【图文】：

且有效地增强了核心混凝土的抗压强度和变形能力，但约束拉杆的设置增加了施工难度。学者提出了带加劲肋异形钢管约束混凝土截面，其截面形式如图 1-4所示，加劲肋的作用和约束拉杆的作用大体上是类似的，但相较于约束拉杆，加劲肋的施工工艺相对来说比较简单。

效地增强了核心混凝土的抗压强度和变形能力，但约束拉杆的设置难度。学者提出了带加劲肋异形钢管约束混凝土截面，其截面形式如，加劲肋的作用和约束拉杆的作用大体上是类似的，但相较于约束肋的施工工艺相对来说比较简单。图 1-1 圆形、方形和矩形 CFST 截面简图

带有约束拉杆异形CFST截面简图

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本文编号：2780056