方中空夾層鋼管混凝土柱在壓扭受力下的研究.pdf

1、中空夾層鋼管混凝土是在兩個同心放置的鋼管之間灌注混凝土而形成的構(gòu)件,它可用于高層建筑、高架橋橋墩、輸變電桿塔、風(fēng)力發(fā)電支架等對抗震性能和抗彎剛度方面有較高要求的結(jié)構(gòu)。中空夾層鋼管混凝土的內(nèi)、外鋼管可采用圓、方、矩形或其他截面形狀鋼管的兩兩組合,外管為方形、內(nèi)管為圓形的中空夾層鋼管混凝土構(gòu)件,既有利于梁柱節(jié)點的連接,又有利于防止內(nèi)管發(fā)生局部屈曲,本文對這種截面組合形式的方中空夾層鋼管混凝土構(gòu)件在純扭以及壓扭復(fù)合受力下的力學(xué)性能進(jìn)行了研究。

2、
　　研究中空夾層鋼管混凝土柱的純扭及壓扭性能可作為研究彎扭、壓彎扭及壓彎剪扭復(fù)雜受力狀態(tài)下力學(xué)性能的重要參考。本文從試驗和理論兩個方面對方中空夾層鋼管混凝土構(gòu)件在純扭以及壓扭受力狀態(tài)下的力學(xué)性能進(jìn)行了較深入的研究,并在參數(shù)分析的基礎(chǔ)上提出了方中空夾層鋼管混凝土純扭、壓扭構(gòu)件抗扭極限承載力的實用計算方法。具體工作如下:
　　1.總結(jié)了目前國內(nèi)外相關(guān)研究成果,確定了本文研究方中空夾層鋼管混凝土柱在純扭以及壓扭受力狀態(tài)下力學(xué)性能

3、的試驗方案和理論分析方法。
　　2.以名義含鋼率和空心率為變化參數(shù),設(shè)計了4根方中空夾層鋼管混凝土試件和1根實心方鋼管混凝土試件,對其在純扭受力狀態(tài)下的力學(xué)性能進(jìn)行了試驗研究;以長細(xì)比、軸壓比和空心率為主要變化參數(shù),設(shè)計了6根方中空夾層鋼管混凝土試件和1根實心方鋼管混凝土試件,對其在壓扭受力狀態(tài)下的力學(xué)性能進(jìn)行了試驗研究;并詳細(xì)分析了試驗數(shù)據(jù)和結(jié)果。
　　3.采用有限元軟件ABAQUS計算并得到了本文試驗中的純扭、壓扭構(gòu)件的

4、扭矩-轉(zhuǎn)角關(guān)系曲線,并將其與試驗結(jié)果作了比較,二者吻合良好,說明了本文有限元計算方法的可靠性。運(yùn)用該方法,對典型構(gòu)件在純扭以及壓扭受力狀態(tài)下的工作機(jī)理進(jìn)行了研究。
　　4.對影響方中空夾層鋼管混凝土純扭、壓扭構(gòu)件扭矩-轉(zhuǎn)角曲線的主要因素進(jìn)行了詳細(xì)的分析。在此基礎(chǔ)上,提出了方中空夾層鋼管混凝土純扭構(gòu)件抗扭承載力簡化計算公式以及壓扭構(gòu)件承載力相關(guān)方程。該方法與試驗結(jié)果和有限元計算結(jié)果符合良好,是一種可靠的計算方法,可供工程設(shè)計提供參考