不锈钢管混凝土构件受拉性能及设计方法研究

发布时间：2020-10-10 07:45

　　 不锈钢管混凝土(Concrete-filled stainless steel tube,简称CFSST)是在不锈钢管中填入混凝土而形成的钢-混凝土组合结构构件,具有良好的抗腐蚀性和力学性能。目前国内外学者对CFSST构件在压缩、弯曲及压弯共同作用下的力学性能开展了较为充分研究,而有关CFSST构件受拉性能的研究报道较少。在实际工程中,CFSST构件可能处于轴拉或偏拉的受力状态。基于以上背景,本文开展了CFSST构件在轴拉和偏拉作用下的试验和理论分析。以钢管壁厚、荷载偏心距、核心混凝土强度、钢管和核心混凝土间是否粘结为参数,进行了CFSST试件在轴拉和偏拉作用下的力学性能试验;之后,建立了有限元分析模型,并结合试验结果对CFSST受拉试件的全过程力学行为进行分析,研究钢管和核心混凝土之间的相互作用;开展参数分析,明确各参数的影响规律,探究现有计算模型对于预测CFSST试件受拉承载力的适用性。主要结论如下:(1)在拉力作用下,核心混凝土可有效抑制不锈钢管的内缩,使钢管处于三向受力状态,提高了不锈钢管的受拉承载力。在轴拉作用下,CFSST构件的受拉承载力比不锈钢空钢管提高约15%;在偏拉作用下,CFSST构件的受拉承载力较不锈钢空钢管的提高幅度有所降低,本文研究参考范围为1%~6%。(2)有限元分析结果表明,不锈钢管是CFSST构件的主要受力部件,核心混凝土发挥支撑不锈钢管的作用,不锈钢管和核心混凝土在拉力作用下能够共同发挥作用。当钢管和核心混凝土间未粘结或荷载偏心距增大时,不锈钢管和核心混凝土间的相互作用有所增强,而核心混凝土强度对其影响较小。(3)钢管壁厚和荷载偏心距是影响CFSST构件受拉承载力的主要因素,核心混凝土强度、钢管和核心混凝土间的粘结情况对CFSST构件受拉承载力的影响较小。现有的受拉承载力计算公式适用于CFSST构件,其中,EC4(2014)欧洲规范中的公式和韩林海的受拉承载力修正模型具有较好的计算效果。
【学位单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TU398.9
【部分图文】：

CFSST结构在实际工程中的典型应用

实际工程中CFST受拉构件Fig.1.2CFSTtensilecomponentsinpracticalengineering

材性试件尺寸（单位:mm）

【参考文献】

相关期刊论文 前3条

1 王元清;袁焕鑫;石永久;杨璐;;不锈钢结构构件稳定性的研究进展[J];工业建筑;2012年05期

2 陈彦江;李勇;闫维明;潘迪;;大尺寸钢管混凝土柱承载力试验[J];中国公路学报;2011年04期

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本文编号：2834930