【碩士】薄壁鋼管混凝土短柱基本力學性能研究

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　　【碩士】薄壁鋼管混凝土短柱基本力學性能研究　　授予學位：碩士　　學位授予單位：華僑大學　　學位年度：2008　　在傳統(tǒng)的鋼管混凝土工程中，經(jīng)常采用的是管壁較厚的鋼管混凝土。已有的工程經(jīng)驗表明，在鋼管混凝土工程中采用薄壁鋼管，可以減少鋼材用量，減輕焊接工作量，達到降低造價的目的。但是薄壁鋼管在軸向荷載下容易發(fā)生局部屈曲，尤其是截面形狀為方形或矩形時。參照鋼結構處理局部屈曲的方法，可沿薄壁鋼管混凝土管壁縱向設置加勁肋，利用加勁肋的抗彎剛度為板件的面外提供約束變形的支撐點，從而提高板件發(fā)生局部屈曲的臨界應力。本文主要通過試驗和理論分析對設肋和不設肋薄壁矩形鋼管混凝土結構的變形和受力性能進行了研究，主要包括以下幾個方面：　　(1) 分別以板件寬厚比、加勁肋的抗彎剛度和焊接方式以及加荷方式為研究對象，進行了10根薄壁方鋼管混凝土短柱軸壓力學性能的試驗研究。以荷載偏心率、截面高寬比、肋的焊接形式為主要變化參數(shù)，進行了11根帶肋和不帶肋薄壁矩形鋼管混凝土短柱偏壓力學性能的試驗研究。考察了薄壁鋼管混凝土在軸壓和偏壓作用下的力學性能，并分析了各參數(shù)對試件力學性能的影響?！　?2) 采用有限單元法對軸壓、偏壓構件的荷載－變形全過程曲線進行了數(shù)值計算，計算結果與試驗結果吻合較好，說明了本文有限元分析的可靠性。在此基礎上，通過分析計算，回歸了完全加勁時加勁肋所需要的剛度計算公式，并對帶肋、不帶肋薄壁鋼管混凝土力學性能進行了系統(tǒng)研究。研究表明，加勁肋的設置能夠有效改善薄壁鋼管混凝土的局部屈曲性能，增強鋼管對核心混凝土的約束作用，從而提高構件的軸壓承載能力，但對延性的影響很小?！　?3) 采用有限單元法對偏壓帶肋和不帶肋構件受力過程中核心混凝土的應力分布、鋼管的破壞模態(tài)進行了研究，分析了荷載偏心率、截面套箍系數(shù)和加勁肋的設置對力學性能的影響。　　(4) 將本章和已有試驗結果與國內(nèi)外常見的規(guī)程計算結果進行了比較，并在參數(shù)分析和試驗研究的基礎上，建議了帶肋和不帶肋薄壁鋼管混凝土短柱在軸壓和偏壓受力狀態(tài)下的承載力實用計算方法，其計算結果得到試驗結果的驗證，可為有關工程實踐提供參考。　　

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