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钢管混凝土不等端弯矩偏压柱的力学性能-结构工程专业论文
独创性声明
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。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方 外,论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果,也不包含为获得华 东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作 的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢 意。
本人签名 日期
关于论文使用授权的说明
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必威体育官网网址的论文在解密后遵守此规定,本论文必威体育官网网址期 X 年。
本人签名 导师签名 日期
摘 要
I
钢管混凝土柱不等端弯矩偏压柱的力学性能研究
摘 要
钢管混凝土是指在钢管中填充混凝土而形成的构件,由于其承载力高、塑性和韧性 好、耐火性能好和经济效果好等特点,近年来在国内外受到了较为广泛的关注,是发展 前景广阔的一种结构形式。实际工程中,钢管混凝土偏压柱是最常见的一种构件,对钢 管混凝土偏压柱进行研究具有实际工程意义。钢管混凝土偏压柱通常是指等端弯矩偏压 柱,其顶端和底端的荷载偏心距相同,柱端所受弯矩也相同。而当钢管混凝土偏压柱顶 端和底端的荷载偏心距不同时,柱端所受弯矩将不同,即为不等端弯矩偏压柱。
本文从试验和理论两方面较深入地研究了圆钢管混凝土和方、矩形钢管混凝土不等 端弯矩偏压柱的力学性能,以钢管混凝土等端弯矩偏压柱承载力计算公式为基础,提出 了圆形、方形和矩形钢管混凝土柱不等端弯矩偏心受压作用下承载力计算公式中的等效 弯矩系数,具体进行了以下几个方面的工作:
1. 总结了目前国内外相关试验和理论研究成果,确定了本文研究钢管混凝土柱不等 端弯矩偏压力学性能的理论方法和试验方案。
2. 以端弯矩比β=M1/M2(M1 和 M2 分别为柱端的弯矩,取|M2| ≥ |M1|),荷载偏心率 e2/r(e2 为荷载偏心距,r=D/2 或 B/2)和方钢管混凝土构件的长细比λ(λ=L/i,i 为截面 回转半径)为主要变化参数,进行了 6 个圆钢管混凝土构件,12 个方钢管混凝土构件和
6 个矩形钢管混凝土构件的不等端弯矩偏心受压试验研究,详细分析了试验现象与数据。
3. 采用有限元软件 ABAQUS 建模并进行钢管混凝土不等端弯矩偏压构件的受力全 过程模拟。考虑了焊接残余应力对方、矩形钢管混凝土偏心受压构件的影响,将试验结 果与计算结果进行了比较,验证了计算模型的可靠性。
4. 从构件的变形情况、荷载-变形全过程曲线、受力过程中钢管和核心混凝土截面 纵向应变分布规律、钢管与核心混凝土之间的相互作用和残余应力对构件的影响、不等 端弯矩对构件承载力与延性的影响等方面对不等端弯矩和等端偏压构件进行了对比分 析,从而揭示了钢管混凝土柱不等端弯矩偏心受压的工作机理。
5. 在大量参数分析的基础上,分别提出了圆形和方、矩形钢管混凝土柱不等端弯矩 偏心受压作用下的承载力计算公式中的等效弯矩系数,其中考虑了焊接残余应力的影 响,计算结果与试验结果吻合良好,可为有关工程实践提供参考。
关键词:钢管混凝土,不等端弯矩,端弯矩比,承载力,有限元分析
Abstract
II
BEHAVIOR OF CONCRETE-FILLED STEEL COLUMNS SUBJECTED TO ECCENTRIC COMPRESSIVE LOADING OF UNEQUAL END-MOMENT
ABSTRACT
The concrete-filled steel tubular columns have advantages of high bearing capacity, good ductility and toughness, great fire-resisted characteristics and economic effects, etc. In recent years it is a promising development structure that has been widespread concerned at home and abroad and increasingly used in many modern structures. In practical engineering, concrete-filled steel tubular columns subjected to eccentric compressive loading are the most common components, research of which has pr
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