非一體鋼管混凝土短柱軸壓的研究以及展望.pdf

1、鋼管混凝土柱的軸壓設(shè)計(jì)問題目前被工程界廣泛關(guān)注著，對(duì)于這個(gè)問題的討論以及研究，特別是它的理論研究工作還不夠深入。其中尤其對(duì)非一體型鋼管混凝土柱軸壓的相關(guān)研究更加缺乏。
　　本文主要研究考慮鋼管與混凝土之間相互作用與否對(duì)鋼管與混凝土間無黏結(jié)非一體型鋼管混凝土柱軸壓承載性能的影響，并在系統(tǒng)的有限元分析與所收集國內(nèi)外研究試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。
　　本文具體進(jìn)行了一下幾個(gè)方面的工作：
　　（1）研究的混凝土分為：未考慮與鋼管相互作

2、用的素混凝土和考慮與鋼管相互作用的混凝土，并且對(duì)兩種狀態(tài)分別進(jìn)行建模分析。
　　（2）鋼管的徑厚比控制在25～67范圍內(nèi)。
　?。?）利用ANSYS建立了7個(gè)非一體型鋼管混凝土柱有限元分析模型（M1～M7）和4個(gè)一體鋼管混凝土柱有限元分析模型(M8～M11)。
　?。?）利用ANSYS對(duì)這11個(gè)模型（M1～M11）進(jìn)行三維有限元分析，并與以往試驗(yàn)結(jié)果比對(duì)，進(jìn)而進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及分析。
　　本文相關(guān)的研究結(jié)果表明：

3、r>　?。?）對(duì)于兩種模型（非一體模型和一體模型），考慮鋼管與混凝土相互作用的初始剛度與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本一致，而不考慮鋼管與混凝土相互作用的初始剛度偏小于實(shí)驗(yàn)結(jié)果；考慮鋼管與混凝土相互作用的鋼管混凝土有限元分析的最大軸力值與實(shí)驗(yàn)值基本一致，而不考慮鋼管與混凝土相互作用的最大軸力值偏小于實(shí)驗(yàn)值。隨著鋼管厚度增大，D/t（鋼管徑厚比）值減小，其相互作用增大明顯。當(dāng)D/t≤25.0時(shí)，混凝土部分若考慮相互作用的破壞形式，建議按三軸膨脹破壞設(shè)計(jì)。<

4、br>　?。?）本文在確定了鋼材和混凝土的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系模型的基礎(chǔ)上，利用ANSYS對(duì)鋼管混凝土的荷載-變形關(guān)系進(jìn)行全過程分析，理論計(jì)算結(jié)果與國內(nèi)外的實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好。研究結(jié)果表明，本文采用的有限元建模分析的方法可以精確地計(jì)算出構(gòu)件的軸壓承載能力，差別與實(shí)驗(yàn)差別在5％以內(nèi)。
　?。?）本文在分析不同的位移情況下非一體鋼管混凝土模型的各部分應(yīng)力圖與一體鋼管混凝土模型的各部分應(yīng)力圖發(fā)現(xiàn)，兩種模型的應(yīng)力圖相似，即在不同位移情況下兩種模型