方形碳素钢—不锈钢钢管混凝土柱轴压性能研究

发布时间：2018-01-23 07:37

本文关键词： 方形双层钢管混凝土轴压性能柱有限元分析　出处：《华侨大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：传统钢管混凝土结构大多由碳素钢内填混凝土而成。因此,由于碳素钢抗腐蚀性能较差、耐久性不足等缺点导致钢管混凝土结构在安全使用期间维护费用高等,从而限制了钢管混凝土结构在各种工程领域中的应用。同时,不锈钢具有抗腐蚀性能强、耐久性好、塑性和韧性好、耐火性能优越、外表美观以及维护费用低等优点,但其昂贵的造价限制了其在建筑结构中的广泛应用。因此本文结构中使用碳素钢-不锈钢复合管,从而达到减少结构造价,降低维护费用等目的。在碳素钢管混凝土外包不锈钢管,不经可以降低工程造价,同时更能提高原有碳素钢管混凝土的承载能力,增强结构的耐久性,适用于高架桥墩、大直径柱、深海平台的支架柱及可能遭遇冰冻、腐蚀等环境作用的土木工程领域。本文通过试验研究和采用ABQUS有限元软件进行有限元理论分析的方法对方形碳素钢-不锈钢钢管混凝土柱轴压性能进行了系统地研究。本文的主要内容有:(1)以混凝土强度,碳素钢型号,不锈钢厚度以及不锈钢类型为主要变化参数。通过试验研究得到轴心受压的方形碳素钢-不锈钢钢管混凝土短柱的在各种影响因素下的工作机理。试验结果表明:方形碳素钢-不锈钢钢管混凝土柱在试验家在过程中具有良好延性性能和变形能力,破坏形态为延性破坏;随着混凝土强度、碳素钢强度、不锈钢强度以及不锈钢厚度的增大,试件轴压承载力随之增大。(2)运用大型通用软件ABAQUS对方形碳素钢-不锈钢复合钢管混凝土短柱的轴压性能进行有限元分析。有限元计算所得的荷载-变形曲线与试验所得的荷载-变形曲线吻合较好,各试件的极限承载力的试验值与模拟值吻合良好。(3)基于验证后的FE模型对方形碳素钢-不锈钢钢管混凝土短柱轴压受力全过程进行分析,对各部件在加载过程中的受力分布情况的进行研究,分析核心混凝土、碳素钢管与不锈钢管间的接触应力,从而分析了方形碳素钢-不锈钢钢管混凝土柱在轴心受压下的工作机理。(4)最后基于现有规范,在试验研究与有限元理论分析的基础上得到更准确的方形碳素钢-不锈钢钢混凝土柱承载力计算的简化公式。
[Abstract]:In this paper , the main contents of this paper are as follows : ( 1 ) It has the advantages of high corrosion resistance , good durability , good plasticity and toughness , excellent fire resistance , good appearance and low maintenance cost .

【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TU398.9

【参考文献】