钢管混凝土轴压短柱的承载力研究-结构工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 中图分类号：TU398+.9 密 级： UDC：624 单位代码：10460 钢管混凝土轴压短柱的承载力研究 Strength Research on the Concrete Filled Steel Tube short Column Subjected to Axial Compression loading 申 请 人 姓 名 冯波涛 申请学位 工学硕士 学 科 专 业 结构工程 研究方向 结构安全性、耐久 性及维修加固 导 师 段敬民 职 称 教授 提 交 日 期 2010.3.30 答辩日期 2010.6.07 河南理工大学 万方数据 万方数据 河南理工大学 学 位 论 文 原 创 性 声 明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是我个人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含 任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究 的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确的声明并表示了谢意。 本人愿意承担因本论文引发的一切相关责任。 学 位 论 文 作 者 签 名 : 年 月 日 河南理工大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及导师完全了解河南理工大学有关保留、使用学位论文 的规定，即：学校有权保留和向有关部门、机构或单位送交论文的复印件和 电子版，允许论文被查阅和借阅，允许将本学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索和传播，允许采用任何方式公布论文内容，并可以采用 影印、缩印、扫描或其他手段保存、汇编、出版本学位论文。 保 密 的 学 位 论 文 在 解 密 后 适 用 本 授 权 书 。 学 位 论 文 作 者 签 名 ： 导师签名： 年 月 日 年 月 日 万方数据 万方数据 致 谢 本论文是在导师段敬民教授的悉心指导和帮助下完成的。在这三年的学 习和生活等方面，导师给予了我无微不至的关怀和热情的帮助，在此论文完 成之际，谨向导师表示诚挚的感谢和深深的祝福！导师渊博的知识、严谨求 学的治学态度、兢兢业业的工作态度和宽广的胸怀对我影响极大，使我受益 匪浅，是我终生学习的楷模。 在河南理工大学攻读硕士学位期间，在学习上得到了土木工程学院董春 敏副教授、秦本东老师等的指导和帮助。他们不仅教会了我书本知识，而且 还教给了许多做人的道理。这里一并向他们表示最衷心的感谢。 感谢土木工程学院全体 2007 级全体研究生，感谢闫丽梅、陆益、李桂、 陈少杰、李朝、房玉中、张伟杰、孟磊……！感谢他们和我共同度过了美好 的校园时光。 特别感谢我的家人对 我的全力支持与无私 奉献，使我能够一直 专心学 业，他们的殷期盼和关爱将激励我永远向上。 万方数据 万方数据 摘 要 钢管混凝土是由钢材和混凝土两种材料组成的一种组合结构 形式。在受 力过程中，由于能充分发挥钢材和混凝土两种材料的优点，同时克服两种材 料各自存在的缺点，因此使钢管混凝土具有承载力高、塑性韧性和抗震性能 好、施工便捷和快速、耐火和耐腐蚀性能好、经济效果好等优点，受到了工 程实际的广泛应用。 本文采用理论分析和数值模拟的方法，对轴心受压的钢管混凝土柱的承 载力和耐火能力进行了研究，主要包括以下几个方面： 1.分析了钢管混凝土在不同加载方式和套箍系数下的工作机理和性能， 并列出了各国对钢管混凝土轴心受压短柱极限承载力的计算公式，与文献的 试验数据进行对比。结果表明各国的计算值普遍低于试验值,随着套箍系数 的增大极限承载力也在逐渐增加。 2.通过有限元软件 ANSYS 建立了钢管混凝土轴心受压作用下的有限元 模型，得出的荷载变形曲线与试验结果进行对比分析，分析结果表明钢管混 凝土的受力过程由弹性、弹塑性以及破坏三个阶段组成，模拟结果与试验结 果比较吻合，说明使用有限元模型分析的准确行和可行性。 3.在确定钢材和混凝土的热工性能参数和本构关系的基础上，计算出了 的不同截面和偏心率下耐火极限，并与文献试验进行对比分析。 关键词：钢管混凝土；轴心受压；极限承载力；耐火极限 I 万方数据 万方数据 万方数据 万方数据 Abstract Concrete-filled steel tube composed of the steel and concrete is a composite structure. Within the loading process of concrete-filled steel tube, the advantages of the steel and the concretes can be fully utilized, and the disadvantages of two materials are overcome simultaneousl