内埋方钢管空间钢构架组合柱偏心受压性能试验研究
发布时间：2021-04-19 04:42
随着高层、超高层建筑的不断发展,建筑结构中对柱的承载力能的要求越来越高,组合结构因其突出的优点而被广泛应用于实际工程中。本文提出了一种新型组合柱—内埋方钢管空间钢构架混凝土短柱。该组合柱中核心方钢管及空间钢构架对钢管内外混凝土均有较好的横向约束效果。本文通过对6个内埋方钢管空间钢构架混凝土短柱进行偏心受压试验研究,并在试验研究的基础上进行非线性有限元模拟分析,探究这种组合柱偏心受压力学性能的主要影响因素,并推导了该种组合柱偏心受压承载力计算公式。本次试验以空间钢构架缀条间距以及试件的偏心距为设计参数,设计制作了6个内埋方钢管空间钢构架混凝土短柱试件,并对其进行偏心受压力学性能试验研究。试验结果分析表明,偏心距是影响内埋方钢管空间钢构架混凝土短柱偏心受压承载力的重要因素之一,缀条间距的减小可以提高内埋方钢管空间钢构架混凝土短柱偏心受压峰值荷载（Nu）。本文在试验研究的基础上,选择ABAQUS有限元软件建立内埋方钢管空间钢构架混凝土短柱模型,对已有的试验进行模拟,已验证模型建立的正确性。在此基础上,以偏心距、角钢肢长、缀条间距、方钢管宽厚比、混凝土强度等级等为参数对该组合柱偏心受压力学性能...
【文章来源】：苏州科技大学江苏省
【文章页数】：124 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
内埋方钢管—空间钢构架混凝土柱截面
图 1-1 内埋方钢管—空间钢构架混凝土柱截面1.2 国内外组合柱研究现状目前国内外比较常见的组合柱有钢管混凝土组合柱、钢骨混凝土组合柱、外包钢混凝土组合柱和钢管混凝土核心柱等形式的组合柱。1.2.1 钢管混凝土柱钢管混凝土柱是在钢管内浇筑混凝土形成的组合柱，荷载由混凝土和钢管共同承担力的作用。钢管混凝土柱有多种截面形式（图 1-2），例如圆形、方形、矩形截面等形式。钢管对内部混凝土的约束作用，发挥钢管和混凝土材料的优点，承载力提高，延性改善。
对钢管混凝土柱进行了较多试验研究，结果均表明，混凝土受到钢管约束作用较好，提高了混凝土的强度，也使构件的塑性和延性得到较好的改善，并且避免和延缓钢管发生局部屈曲。研究还发现钢管混凝土柱偏心受压承载力受偏心距影响较大。钢管混凝土柱由因为钢管在混凝土的外边，因此需要对钢管采取一定的防火、防腐、防锈处理，并且钢管混凝土柱的梁柱节点的处理也相对复杂。1.2.2 钢管混凝土核心柱钢管混凝土核心柱是指在钢管混凝土柱外侧由纵筋和箍筋来约束钢管外侧混凝土（图 1-3）。钢管混凝土核心柱解决了钢管表面不必做防火、防腐、防锈处理，提高了钢管耐久性及耐火性能，同时钢管内外侧有较好支撑，钢管局部稳定性提高。钢管对核心混凝土的约束作用产生套筒效应，明显提高了柱子承载能力和建筑物的抗震性能。与一般的钢筋混凝土相比，该种结构形式的柱梁柱配筋构造处理十分简单，且用钢量较小，施工方便，因此被学者广泛研究。
【参考文献】：
期刊论文
[1]空间钢构架—方钢管混凝土柱偏心受压承载力的计算[J]. 刘艾宇,唐兴荣,周洲. 广西大学学报(自然科学版). 2018(01)
[2]核心钢管混凝土叠合短柱轴压性能及设计方法研究[J]. 刘阳,郭子雄,贾磊鹏,陈庆猛. 建筑结构学报. 2015(12)
[3]方钢管混凝土轴压短柱的力学性能研究[J]. 丁发兴,付磊,龚永智,余志武. 深圳大学学报(理工版). 2014(06)
[4]钢管混凝土叠合柱耐火性能研究[J]. 徐蕾,刘玉彬. 建筑结构学报. 2014(06)
[5]空间钢构架混凝土柱受力性能的有限元分析[J]. 吴昊,唐兴荣. 淮海工学院学报(自然科学版). 2013(03)
[6]钢管混凝土叠合柱偏压工作性能研究[J]. 李永进,廖飞宇. 广西大学学报(自然科学版). 2012(06)
[7]钢骨-圆钢管混凝土轴压短柱力学性能分析[J]. 丁发兴,李刚,龚永智,余志武. 中南大学学报(自然科学版). 2012(09)
[8]钢骨-钢管混凝土轴压短柱的组合轴压刚度研究[J]. 邓远征. 水运工程. 2009(11)
[9]钢管混凝土轴压短柱非线性有限元分析[J]. 丁发兴,周林超,余志武,欧进萍. 中国科技论文在线. 2009(07)
[10]钢骨-钢管混凝土柱抗震性能试验研究[J]. 徐亚丰,赵敬义,张世宪,卢小一. 建筑钢结构进展. 2009(03)
硕士论文
[1]内埋方形钢管空间钢构架混凝土轴压短柱受力性能试验研究[D]. 尹兵兵.苏州科技大学 2018
[2]空间钢构架—钢管混凝土组合柱抗震性能试验研究[D]. 贾欢.苏州科技大学 2016
[3]双空间钢构架混凝土柱抗震性能试验研究[D]. 李伟强.苏州科技大学 2016
[4]空间钢构架混凝土柱受力性能试验研究[D]. 陈晓锋.苏州科技学院 2015
[5]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]. 王恺.苏州科技学院 2015
[6]内埋空间钢构架钢骨混凝土柱抗震性能研究[D]. 冯国栋.苏州科技学院 2014
[7]核心钢管外包钢骨混凝土短柱小偏心受压性能分析[D]. 张俊英.燕山大学 2011
[8]钢骨—钢管混凝土组合短柱偏压承载力试验研究[D]. 胡艳飞.重庆大学 2009
[9]空间钢构架混凝土L形柱的抗震性能试验研究和非线性分析[D]. 刘淑美.苏州科技学院 2009
[10]空间钢构架高强混凝土框架结构的试验研究与理论分析[D]. 何葆林.苏州科技学院 2007
本文编号：3146855
【文章来源】：苏州科技大学江苏省
【文章页数】：124 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
内埋方钢管—空间钢构架混凝土柱截面
图 1-1 内埋方钢管—空间钢构架混凝土柱截面1.2 国内外组合柱研究现状目前国内外比较常见的组合柱有钢管混凝土组合柱、钢骨混凝土组合柱、外包钢混凝土组合柱和钢管混凝土核心柱等形式的组合柱。1.2.1 钢管混凝土柱钢管混凝土柱是在钢管内浇筑混凝土形成的组合柱，荷载由混凝土和钢管共同承担力的作用。钢管混凝土柱有多种截面形式（图 1-2），例如圆形、方形、矩形截面等形式。钢管对内部混凝土的约束作用，发挥钢管和混凝土材料的优点，承载力提高，延性改善。
对钢管混凝土柱进行了较多试验研究，结果均表明，混凝土受到钢管约束作用较好，提高了混凝土的强度，也使构件的塑性和延性得到较好的改善，并且避免和延缓钢管发生局部屈曲。研究还发现钢管混凝土柱偏心受压承载力受偏心距影响较大。钢管混凝土柱由因为钢管在混凝土的外边，因此需要对钢管采取一定的防火、防腐、防锈处理，并且钢管混凝土柱的梁柱节点的处理也相对复杂。1.2.2 钢管混凝土核心柱钢管混凝土核心柱是指在钢管混凝土柱外侧由纵筋和箍筋来约束钢管外侧混凝土（图 1-3）。钢管混凝土核心柱解决了钢管表面不必做防火、防腐、防锈处理，提高了钢管耐久性及耐火性能，同时钢管内外侧有较好支撑，钢管局部稳定性提高。钢管对核心混凝土的约束作用产生套筒效应，明显提高了柱子承载能力和建筑物的抗震性能。与一般的钢筋混凝土相比，该种结构形式的柱梁柱配筋构造处理十分简单，且用钢量较小，施工方便，因此被学者广泛研究。
【参考文献】：
期刊论文
[1]空间钢构架—方钢管混凝土柱偏心受压承载力的计算[J]. 刘艾宇,唐兴荣,周洲. 广西大学学报(自然科学版). 2018(01)
[2]核心钢管混凝土叠合短柱轴压性能及设计方法研究[J]. 刘阳,郭子雄,贾磊鹏,陈庆猛. 建筑结构学报. 2015(12)
[3]方钢管混凝土轴压短柱的力学性能研究[J]. 丁发兴,付磊,龚永智,余志武. 深圳大学学报(理工版). 2014(06)
[4]钢管混凝土叠合柱耐火性能研究[J]. 徐蕾,刘玉彬. 建筑结构学报. 2014(06)
[5]空间钢构架混凝土柱受力性能的有限元分析[J]. 吴昊,唐兴荣. 淮海工学院学报(自然科学版). 2013(03)
[6]钢管混凝土叠合柱偏压工作性能研究[J]. 李永进,廖飞宇. 广西大学学报(自然科学版). 2012(06)
[7]钢骨-圆钢管混凝土轴压短柱力学性能分析[J]. 丁发兴,李刚,龚永智,余志武. 中南大学学报(自然科学版). 2012(09)
[8]钢骨-钢管混凝土轴压短柱的组合轴压刚度研究[J]. 邓远征. 水运工程. 2009(11)
[9]钢管混凝土轴压短柱非线性有限元分析[J]. 丁发兴,周林超,余志武,欧进萍. 中国科技论文在线. 2009(07)
[10]钢骨-钢管混凝土柱抗震性能试验研究[J]. 徐亚丰,赵敬义,张世宪,卢小一. 建筑钢结构进展. 2009(03)
硕士论文
[1]内埋方形钢管空间钢构架混凝土轴压短柱受力性能试验研究[D]. 尹兵兵.苏州科技大学 2018
[2]空间钢构架—钢管混凝土组合柱抗震性能试验研究[D]. 贾欢.苏州科技大学 2016
[3]双空间钢构架混凝土柱抗震性能试验研究[D]. 李伟强.苏州科技大学 2016
[4]空间钢构架混凝土柱受力性能试验研究[D]. 陈晓锋.苏州科技学院 2015
[5]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]. 王恺.苏州科技学院 2015
[6]内埋空间钢构架钢骨混凝土柱抗震性能研究[D]. 冯国栋.苏州科技学院 2014
[7]核心钢管外包钢骨混凝土短柱小偏心受压性能分析[D]. 张俊英.燕山大学 2011
[8]钢骨—钢管混凝土组合短柱偏压承载力试验研究[D]. 胡艳飞.重庆大学 2009
[9]空间钢构架混凝土L形柱的抗震性能试验研究和非线性分析[D]. 刘淑美.苏州科技学院 2009
[10]空间钢构架高强混凝土框架结构的试验研究与理论分析[D]. 何葆林.苏州科技学院 2007
本文编号：3146855
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