橢圓形鋼管混凝土短柱軸壓及偏壓力學(xué)性能研究.pdf

1、鋼管混凝土具有承載力高、施工速度快、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)，目前應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛。橢圓形鋼管混凝土除具有鋼管混凝土的優(yōu)點(diǎn)外，由于橢圓形鋼管混凝土截面為流線形且截面長(zhǎng)短軸比可根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使該類構(gòu)件具有流阻較小而抗彎能力相對(duì)較強(qiáng)等特點(diǎn)。本文針對(duì)橢圓形鋼管混凝土短柱的軸壓和偏壓力學(xué)性能展開試驗(yàn)研究和有限元分析，主要內(nèi)容如下：
　?。?）試驗(yàn)研究了18個(gè)橢圓形鋼管混凝土軸壓短柱試件、4個(gè)橢圓形鋼管混凝土偏壓短柱試件以及3個(gè)橢圓形空鋼管

2、軸壓試件。試驗(yàn)中考慮了截面長(zhǎng)短軸之比、含鋼率及荷載偏心對(duì)試件承載力的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：截面長(zhǎng)短軸之比對(duì)承載力影響顯著，截面長(zhǎng)短軸之比 a/b越大，試件承載力和延性越低；含鋼率對(duì)試件承載力影響顯著，含鋼率越大，試件承載力越高，且延性越好；偏心距越大，試件承載力越低；對(duì)于鋼管混凝土試件，在達(dá)到峰值荷載的90％以前，鋼管一般不會(huì)出現(xiàn)局部屈曲，對(duì)于空鋼管試件則為峰值荷載的70%。
　?。?）基于ABAQUS軟件建立了橢圓形鋼管混凝土短柱

3、在軸壓荷載和偏壓荷載作用下的有限元分析模型。首先確定了適用于橢圓形鋼管混凝土中鋼管與核心混凝土的本構(gòu)關(guān)系，考慮了單元類型、網(wǎng)格劃分、鋼管與混凝土的界面接觸及鋼管對(duì)核心混凝土的約束效應(yīng)等關(guān)鍵問題，并利用本文試驗(yàn)及收集到的相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)所建立的有限元模型進(jìn)行了驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行參數(shù)影響分析，重點(diǎn)研究了截面長(zhǎng)短軸之比、含鋼率、偏心率等參數(shù)對(duì)橢圓形鋼管混凝土短柱基本靜力性能的影響規(guī)律。研究表明，截面長(zhǎng)短軸之比對(duì)構(gòu)件的承載力影響顯著，在設(shè)計(jì)公

4、式中應(yīng)加以考慮。
　　（3）利用中國(guó)規(guī)范GB50936、歐洲規(guī)范EC4和學(xué)者Kojiro建議的方法計(jì)算了橢圓形鋼管混凝土短柱的承載力，并與相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明，GB50936規(guī)范可較好的預(yù)測(cè)橢圓形鋼管混凝土軸壓短柱的承載力，而EC4規(guī)范中的簡(jiǎn)單疊加法對(duì)試件承載力預(yù)測(cè)較低，EC4規(guī)范中針對(duì)圓鋼管混凝土柱的方法和Kojiro建議的方法顯著偏高。GB50936規(guī)范建議的壓彎承載力計(jì)算方法對(duì)承載力預(yù)測(cè)偏低，基于試驗(yàn)結(jié)果，提出了