十字形截面方鋼管混凝土組合異形柱承載力研究.pdf

1、近年來，對于方鋼管混凝土的研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，在大量理論研究與工程實踐的基礎(chǔ)上，各地已出臺了相應(yīng)的規(guī)程供設(shè)計人員參考。但是對于由方鋼管混凝土組成的異形柱，國內(nèi)外的研究資料卻很少。本文提出一種新型異形柱形式——方鋼管混凝土組合異形柱，并對其主要截面形式——十字形截面方鋼管混凝土組合異形柱，從理論、有限元分析和試驗三個方面進(jìn)行了力學(xué)性能的研究。 針對方鋼管混凝土柱計算的疊加理論進(jìn)行了分析，依據(jù)理論分析和鋼管混凝土超聲波檢測的試

2、驗數(shù)據(jù)，提出了采用疊加理論計算方鋼管混凝土柱的應(yīng)用論據(jù)。在分析現(xiàn)有疊加理論計算方法的基礎(chǔ)上，提出了新的方鋼管混凝土柱計算理論，并推導(dǎo)了計算公式；同時在變形協(xié)調(diào)條件下，推導(dǎo)了其軸壓力分配系數(shù)計算公式；在此理論基礎(chǔ)上，確定了十字形截面方鋼管混凝土組合異形柱換算長細(xì)比的計算公式和鋼管穩(wěn)定性提高系數(shù)。 采用有限元分析程序ANSYS，對十字形截面方鋼管混凝土組合異形柱長柱和短柱模型進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，通過將有限元分析結(jié)果與理論結(jié)果對比，初

3、步驗證采用疊加理論計算十字形截面方鋼管混凝土組合異形柱是可行的。 在理論計算的基礎(chǔ)上，設(shè)計了十字形截面方鋼管混凝土組合異形柱試件兩個，即長柱試件和短柱試件各一個，對試件進(jìn)行單調(diào)靜力加載軸壓試驗，試驗前對試件進(jìn)行了材性試驗和超聲波檢測試驗。通過單調(diào)靜力加載軸壓試驗研究了試件的力學(xué)性能，并分析了試件在軸壓力下的屈曲形式。試驗結(jié)束后，對理論計算結(jié)果和試驗結(jié)果進(jìn)行了比較，發(fā)現(xiàn)二者吻合較好，進(jìn)一步驗證了采用疊加理論計算十字形截面方鋼管混凝