不銹鋼管-混凝土-鋼管中空夾層組合結(jié)構抗彎力學性能研究.pdf

1、不銹鋼管-混凝土-鋼管中空夾層組合結(jié)構是在傳統(tǒng)的中空夾層鋼管混凝土的基礎上發(fā)展起來的一種新型組合結(jié)構。該類結(jié)構不僅繼承了傳統(tǒng)中空夾層鋼管混凝土的承載力高、塑性和韌性高、耐火性能好、截面抗彎剛度大、自重輕等優(yōu)點，而且由于外鋼管材料為不銹鋼，因而還具有較好耐腐蝕、耐久性等優(yōu)點，可以廣泛的應用于對抗腐能力要求較高的跨海橋梁結(jié)構和海洋平臺等結(jié)構中。本文采用試驗研究和有限元理論分析手段對不銹鋼管-混凝土-鋼管中空夾層組合結(jié)構的抗彎力學性能進行了系

2、統(tǒng)地研究，對其破壞形態(tài)、破壞機理進行了研究，并開展了系統(tǒng)的參數(shù)分析，根據(jù)參數(shù)分析的結(jié)果，提出了該類結(jié)構在純彎荷載作用下截面抗彎承載力實用計算方法。
　　本文的主要研究內(nèi)容有:
　　(1)以不銹鋼管-混凝土-鋼管中空夾層組合結(jié)構的剪跨比和空心率為主要變化參數(shù)，開展了其抗彎性能的試驗研究。利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄了受力全過程的荷載、位移、應變隨時間的變化關系。試驗結(jié)果表明:不銹鋼管-混凝土-鋼管中空組合試件在純彎荷載作用下表現(xiàn)為延性

3、破壞;試件的剪跨比越大，則受彎承載力越小;當空心率不大于0.70時，隨試件空心率的增加，其抗彎承載力增大;當空心率大于0.7時，隨著試件空心率的增加，其抗彎承載力逐漸減小。
　　(2)利用ABAQUS有限元軟件對不銹鋼管-混凝土-鋼管中空夾層組合結(jié)構的抗彎性能進行了有限元的理論分析，有限元計算結(jié)果與試驗結(jié)果很好的吻合，所有試件極限抗彎承載力的試驗結(jié)果與有限元理論分析結(jié)果比值的平均值為0.986，標準差為0.083，即有限元理論分析

4、結(jié)果與試驗結(jié)果偏差較小，且數(shù)據(jù)離散性不明顯。
　　(3)利用驗證后的有限元分析模型開展了其試件受彎全過程的外鋼管、內(nèi)鋼管、混凝土的應力分布情況的研究，得到了不銹鋼管-混凝土-鋼管中空夾層組合結(jié)構在純彎荷載作用下的工作機理。
　　(4)以剪跨比、空心率、混凝土強度、名義含鋼率和內(nèi)管徑厚比為變化參數(shù)，利用正交試驗原理設計正交試驗，采用有限元分析方法對正交表中的試驗進行模擬分析，利用方差分析法對正交試驗結(jié)果進行處理，得到各因素對不