偏压下带约束拉杆及不带拉杆矩形钢管混凝土柱局部屈曲性能研究

发布时间：2017-04-16 22:18

  本文关键词：偏压下带约束拉杆及不带拉杆矩形钢管混凝土柱局部屈曲性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：矩形钢管混凝土具有钢管制作方便、与梁连接容易处理、施工方便等优点,在高层、超高层建筑结构中应用日益广泛。矩形钢管混凝土柱过早发生局部屈曲会使构件提前破坏,导致钢管强度不能充分发挥,造成生产建设事故和经济浪费。因此,关于矩形钢管混凝土柱的局部屈曲性能是矩形钢管混凝土研究中十分重要的分支。本文基于能量法,对偏压下带约束拉杆及不带拉杆矩形钢管混凝土柱局部屈曲性能进行了理论研究,主要研究工作和成果如下：(1)假定加载端为固定约束,非加载端为弹性可转动约束,推导得到偏压下普通矩形钢管混凝土柱钢管局部屈曲强度的计算公式。应用现有试验结果验证了该公式的正确性,进一步应用该公式研究了偏压下普通矩形钢管混凝土柱的局部屈曲性能。研究表明,偏压下普通矩形钢管混凝土柱局部屈曲应力受应力梯度系数α0、宽厚比、边界条件的影响较大,受截面长宽比D/B的影响较小；偏压下普通矩形钢管混凝土柱局部屈曲半波长a和钢管截面的具体尺寸以及α0没有关系,只和边界条件和D/B有关。最后给出了偏压下普通矩形钢管混凝土柱在不同α0和D/B下的D/t和B/t限值以及不同α0下钢管各板件的厚度比值,以供工程设计参考。(2)在所提出的偏压下普通矩形钢管混凝土柱钢管局部屈曲强度计算公式的基础上,合理考虑约束拉杆的影响,提出了偏压下带约束拉杆矩形钢管混凝土柱钢管局部屈曲强度的计算公式。应用现有试验数据验证了该公式的正确性,进一步应用该公式研究了偏压下带约束拉杆矩形钢管混凝土柱的局部屈曲性能。研究表明,当减小约束拉杆纵向间距bs时,局部屈曲系数κ和局部屈曲应力σcr都显著增大。当bs取为D/3和D/2时,σcr增加最为显著。最后给出了不同α0下带约束拉杆矩形钢管混凝土柱局部屈曲应力σcr与D/t和bs的关系以及不同α0和D/B下的D/t建议值,供工程设计参考。(3)最后对所提出的偏压下普通矩形钢管混凝土局部屈曲强度计算公式进行了拟合优化,得到简化计算公式。并将拟合值和计算值进行对比,吻合较好。
【关键词】：局部屈曲 钢板 偏心受压 应力梯度系数 CFT 约束拉杆
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU398.9
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第一章 绪论12-26
• 1.1 钢管混凝土结构的特点及其发展概况12-14
• 1.2 钢管混凝土柱的局部屈曲性能研究现状14-24
• 1.2.1 圆形钢管混凝土柱的局部屈曲性能研究15-17
• 1.2.2 方形钢管混凝土柱的局部屈曲性能研究17-19
• 1.2.3 矩形钢管混凝土柱的局部屈曲性能研究19-23
• 1.2.4 其他截面钢管混凝土柱的局部屈曲性能研究23-24
• 1.3 问题的提出24
• 1.4 本文研究目的和研究内容24-26
• 1.4.1 研究目的24
• 1.4.2 研究内容24-26
• 第二章 偏压下矩形钢管混凝土柱的局部屈曲理论分析26-43
• 2.1 前言26
• 2.2 屈曲分析方法26-28
• 2.3 数学模型的建立28-31
• 2.3.1 边界条件的假定28-29
• 2.3.2 位移函数的选取29-30
• 2.3.3 弹性约束系数χ的确定30-31
• 2.4 局部屈曲理论分析31-39
• 2.4.1 钢管板件应变能U的计算31-36
• 2.4.2 非加载边弹性转动能U_Γ的计算36-37
• 2.4.3 外力势能V的计算37-39
• 2.5 局部屈曲强度的计算39-42
• 2.6 本章小结42-43
• 第三章 轴压、偏压下矩形钢管混凝土柱的局部屈曲性能研究43-69
• 3.1 前言43
• 3.2 轴压下矩形钢管混凝土柱局部屈曲性能的分析43-51
• 3.3 偏压下矩形钢管混凝土柱局部屈曲性能的研究51-63
• 3.3.1 不同边界条件下的局部屈曲应力52-55
• 3.3.2 和现有研究成果的对比分析55-58
• 3.3.3 局部屈曲应力与钢管D/B、b/t之间关系的进一步讨论58-63
• 3.4 局部屈曲波长研究63-66
• 3.5 偏压下钢管混凝土柱钢管宽厚比的限值及设计建议66-67
• 3.6 本章小结67-69
• 第四章 偏压下带约束拉杆矩形钢管混凝土柱局部屈曲性能研究69-83
• 4.1 前言69
• 4.2 偏压下带约束拉杆矩形钢管混凝土柱局部屈曲强度69-71
• 4.3 偏压下带约束拉杆矩形钢管混凝土柱局部屈曲性能71-75
• 4.3.1 拉杆纵向间距b_s的合理取值74-75
• 4.4 钢管宽厚比b/t及截面长宽比D/B的讨论75-82
• 4.5 本章小结82-83
• 第五章 矩形钢管混凝土局部屈曲应力的简化计算83-90
• 5.1 局部屈曲系数的简化计算83-85
• 5.2 局部屈曲应力的简化计算85
• 5.3 简化公式与计算值对比85-89
• 5.4 本章小结89-90
• 结论90-92
• 1 论文的研究成果90-91
• 2 展望91-92
• 参考文献92-100
• 攻读硕士学位期间发表的论文100-102
• 致谢102-104

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：311815