对拉钢筋与单侧混凝土共同约束下的钢板局部屈曲行为研究

发布时间：2020-07-23 04:14

【摘要】：外包钢板混凝土组合结构在钢板中部填充混凝土,通过一定的连接结构,保证了外钢板与填充混凝土的协同工作。大量试验研究结果表明:外包钢板的局部屈曲和屈曲后行为对组合结构的受力性能具有重要影响;在达到峰值荷载时,各类试件的外包钢板都发生了不同程度的局部屈曲,且局部屈曲的进一步发展是导致试件承载力退化的重要因素。为了研究钢板在受拉钢筋和单侧混凝土共同作用下的受力性能,本文进行了研究工作。(1)本文进行了6个受对拉钢筋与单侧混凝土共同约束下的试件轴压试验研究。试件变化的参数有钢板宽厚比和对拉钢筋间距。通过对试验结果的分析,验证了本文所采用的试验方法能够使钢板混凝土组合结构中的混凝土不受轴力的影响,且所有轴力均由钢板承担,能够更好地考虑钢板的力学性能。同时得到了带对拉钢筋的试件钢板鼓曲的分布特点。(2)在试验的基础上,本文利用ABAQUS有限元软件进行了受对拉钢筋与单侧混凝土共同约束下试件的模拟。根据试件构造、实际尺寸、材料强度、外包钢板初始缺陷幅值,通过ABAQUS进行建模,并获得了试件平均应力-平均应变关系曲线。通过与试验结果的比较,验证了有限元模型的可行性。(3)利用经过试验验证的有限元模型,进行了关于钢板宽厚比与对拉钢筋间距的参数分析,得到了钢板宽厚比与对拉钢筋间距对受对拉钢筋与单侧混凝土共同约束下的钢板力学性能变化规律。(4)基于试验数据和参数分析,提出对拉钢筋与单侧混凝土共同约束形式下不同宽厚比的外包钢板的屈曲后强度计算公式。本论文提出的受对拉钢筋与单侧混凝土共同约束下的钢板屈曲后强度公式可为外包钢板混凝土组合结构中的对拉钢筋连接构造设计以及提出受对拉钢筋与单侧混凝土共同约束下的钢板全过程平均应变-平均应力本构关系提供依据。
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU398.9
【图文】：

关系曲线,塑性变形理论,均匀压缩,临界屈曲

在屈服平台和强化段的临界屈曲应力。Wang 等[48],[4ntal theory of plasticity）、塑性变形理论（deform-Ritz 法对具有 RamBerg-Osgood 应力-应变关系的不曲分析，推导得到了相应的临界屈曲应力计算公式理论和塑性变形理论，提出了加劲中厚板的塑性屈的计算程序。xxxyxb/t fyEs=1.59b/t fyEs=2.66薄板中厚板始屈曲初始屈曲

试件制作,加载过程,内壁,摩擦力

作包方钢管选择矩形钢板焊接进行连接，依据《钢结构厂加工试件如图 2.2 所示。试件的加工根据尺寸设计过四面拼焊的方法焊接。上下端板均采用“回”字型，面聚四氟乙烯薄膜的粘贴、混凝土的浇筑等工序。连接焊缝采用全贯通坡口对接焊缝。钢管整体焊接件，在对立的两面钢板焊接对拉钢筋。为了使对拉在焊接处出现断裂，不能采取点焊的形式。

珍珠,聚四氟乙烯薄膜,浇筑混凝土,钢管

图 2.3 粘贴聚四氟乙烯薄膜a)所示，浇筑混凝土前，先在钢管底部放置一层珍珠，所以对试件施加轴向荷载时，珍珠棉受到混凝土无法产生较大反力。接下来开始浇筑混凝土，每浇珠棉，如图 2.4(b)所示，珍珠棉的位置位于对拉钢筋板之间，这样能隔断两对不同层的对拉钢筋通过混行相互影响。试件放置在试验室中养护完毕后，最、刷油漆和网格的划分。制作完成的试件如图 2.5

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