薄壁圓鋼管混凝土構(gòu)件軸壓力學(xué)性能試驗研究.pdf

1、薄壁圓鋼管混凝土有其特有的優(yōu)勢，比如焊接方便快捷、安裝迅速、節(jié)省鋼材、節(jié)約成本。但現(xiàn)有鋼管混凝土規(guī)范為保證局部穩(wěn)定限定圓鋼管混凝土徑厚比小于135?(235/fy)，取值僅比空鋼管限值100?(235/fy)略大，這種取值方式?jīng)]有考慮到內(nèi)填混凝土對圓鋼管穩(wěn)定承載力起大幅提升作用。同時現(xiàn)有文獻對圓鋼管混凝土徑厚比取值的研究較少，僅有的研究還只是涉及于理論方面。而規(guī)范中強度承載力公式規(guī)定套箍系數(shù)變化范圍在0.5~2.0之間，這對套箍系數(shù)小于

2、0.5的薄壁圓鋼管混凝土不適用。穩(wěn)定和強度兩方面的限定條件制約了薄壁圓鋼管混凝土的發(fā)展，故本文結(jié)合圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)特點及現(xiàn)有統(tǒng)一理論公式，嘗試對制約薄壁圓鋼管混凝土穩(wěn)定和強度的限定做出突破?？紤]到實際工程徑厚比不會過大，及局部失穩(wěn)受粘結(jié)力等因素的影響，因此本文對穩(wěn)定的研究著重于未發(fā)生局部失穩(wěn)的安全徑厚比上限，但未論證已發(fā)生局部失穩(wěn)構(gòu)件徑厚比的臨界值。
　　本文主要研究工作可以概括為以下幾個方面：
　　利用經(jīng)典公式推出空圓鋼管

3、在理想狀態(tài)下的徑厚比限值，而實際存在缺陷的空鋼管發(fā)生局部失穩(wěn)時的徑厚比遠(yuǎn)低于理想狀態(tài)下徑厚比理論值。本文將從理論和有限元模擬兩方面論證在內(nèi)填混凝土的支撐下，圓鋼管混凝土的外鋼管對缺陷不敏感，此時外鋼管可視為無缺陷鋼管，因此得到了在理論徑厚比限值內(nèi)的圓鋼管混凝土短柱在軸壓荷載作用下不會發(fā)生局部屈曲。
　　進行6組18根薄壁圓鋼管混凝土試驗，通過對比試驗極限承載力與疊加承載力及觀察鋼管混凝土外觀等判別鋼管混凝土局部失穩(wěn)情況，得到試驗范

4、圍內(nèi)不會發(fā)生局部失穩(wěn)的徑厚比保證值。
　　利用有限元從構(gòu)件承載力和鋼管與混凝土脫離情況兩方面判斷構(gòu)件是否會發(fā)生局部失穩(wěn)?？紤]到實際工程中，由于加工運輸及施工條件的限制，徑厚比取值不會過大，故本文取徑厚比理論值、有限元值和試驗值三者的最小值，得到了滿足工程實際需求的未發(fā)生局部失穩(wěn)圓鋼管混凝土的徑厚比限值。
　　對薄壁鋼管混凝土進行參數(shù)模擬，分析出承載力為套箍系數(shù)的一次函數(shù)。對薄壁鋼管混凝土承載力用數(shù)值模擬值進行擬合，得出薄壁圓