橢圓鋼管混凝土受扭、受剪和局壓性能與設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、橢圓鋼管混凝土是由橢圓鋼管和核心混凝土組成的新型鋼管混凝土構(gòu)件，具有承載力高、塑性性能好和施工快捷等優(yōu)點(diǎn)。此外，橢圓鋼管混凝土沿長(zhǎng)軸方向可以減小流體阻力，通過調(diào)節(jié)長(zhǎng)短軸比可適應(yīng)不同的受力情況，應(yīng)用在建筑中還具備獨(dú)特的美學(xué)效果，備受研究學(xué)者和建筑設(shè)計(jì)人員的青睞，現(xiàn)已逐步應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)航站樓、火車站和橋墩等工程實(shí)例中。然而，目前對(duì)于橢圓鋼管混凝土的研究?jī)H限于軸壓、壓彎和受彎性能上，對(duì)受扭、受剪和局壓性能的研究寥寥無幾。因此，為系統(tǒng)研究橢圓鋼管混

2、凝土的各項(xiàng)力學(xué)性能，有必要對(duì)橢圓鋼管混凝土在受扭、受剪和局壓狀態(tài)下的力學(xué)性能和設(shè)計(jì)方法進(jìn)行研究。
　　本文通過數(shù)值分析方法研究了兩種橢圓形截面的鋼管混凝土:尖橢圓鋼管混凝土和平橢圓鋼管混凝土。本文研究的具體工作如下:
　　(1)通過ABAQUS分別對(duì)兩種橢圓形截面的鋼管混凝土構(gòu)件建立了在純扭作用下的數(shù)值分析模型。考慮了幾何特征、材料非線性和鋼管-混凝土接觸關(guān)系，對(duì)構(gòu)件的受扭性能開展了諸多參數(shù)分析，研究參數(shù)包括鋼材強(qiáng)度、混凝土

3、強(qiáng)度、截面含鋼率、截面面積和長(zhǎng)短軸比，揭示了構(gòu)件在純扭狀態(tài)下的破壞模態(tài)和受力機(jī)理。
　　(2)利用ABAQUS分別沿長(zhǎng)軸和短軸方向建立了兩種橢圓形截面的鋼管混凝土受剪構(gòu)件有限元分析模型。分析了構(gòu)件在受剪狀態(tài)下的破壞模式和受力機(jī)理。系統(tǒng)地開展了構(gòu)件受剪性能的參數(shù)分析，分別在長(zhǎng)軸和短軸方向上研究了剪跨比、鋼材強(qiáng)度、混凝土強(qiáng)度、截面含鋼率、長(zhǎng)短軸比和截面面積等參數(shù)對(duì)橢圓鋼管混凝土構(gòu)件抗剪承載力的影響規(guī)律。
　　(3)通過ABAQU

4、S分別對(duì)兩種橢圓形截面的鋼管混凝土短柱建立了在局壓作用下的數(shù)值分析模型。對(duì)短柱的局壓性能進(jìn)行了系統(tǒng)的參數(shù)分析，研究了局壓面積比、鋼材和混凝土強(qiáng)度、含鋼率、長(zhǎng)短軸比和截面面積等對(duì)局壓短柱荷載(N)-變形(⊿）曲線和局壓承載力的影響，揭示了在局壓作用下橢圓鋼管混凝土短柱的破壞模式和受力機(jī)理。
　　(4)基于統(tǒng)一理論與疊加原理，結(jié)合本文所做的參數(shù)分析和受力機(jī)理研究，對(duì)橢圓鋼混凝土的設(shè)計(jì)方法做出了深入探討。針對(duì)橢圓鋼管混凝土在受扭、受剪以