【摘要】：鋼管混凝土結(jié)構(gòu)具有承載力高、延性好的特點(diǎn),為拓展鋼管格構(gòu)柱在村鎮(zhèn)化低層裝配式建筑中應(yīng)用,本文以便于裝配的套環(huán)四肢鋼管混凝土格構(gòu)柱(簡(jiǎn)稱套環(huán)格構(gòu)柱)作為研究對(duì)象,以套環(huán)與鋼管間的間隙、綴條的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)以及長(zhǎng)細(xì)比為變量,設(shè)計(jì)制作了10個(gè)套環(huán)格構(gòu)柱試件,對(duì)其進(jìn)行了軸心受壓試驗(yàn)和有限元分析研究,全文分為四章:(1)通過閱讀相關(guān)文獻(xiàn),評(píng)述了鋼管混凝土組合柱的研究現(xiàn)狀,已有成果和發(fā)展水平,對(duì)影響鋼管混凝土組合柱的承載力的諸多影響因素進(jìn)行了分析,在此為基礎(chǔ)上,提出本文研究思路。(2)在2個(gè)前期試驗(yàn)基礎(chǔ)上,得到影響套環(huán)格構(gòu)柱承載力的3個(gè)主要因素,在此先行試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,制作了10個(gè)套環(huán)格構(gòu)柱試件,并對(duì)其進(jìn)行了的軸心受壓試驗(yàn),描述了試驗(yàn)現(xiàn)象及破壞形態(tài),得到了各試件的荷載-應(yīng)變曲線和荷載-位移曲線等;將試件承載力與普通格構(gòu)柱計(jì)算公式對(duì)比,提出了套環(huán)格構(gòu)柱的承載力計(jì)算公式。(3)利用ABAQUS軟件對(duì)套環(huán)格構(gòu)柱試件建立了有限元計(jì)算模型,通過計(jì)算模型得到了套環(huán)格構(gòu)柱的應(yīng)力云圖、荷載-應(yīng)變曲線及承載力,與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好;探討了ABAQUS軟件對(duì)套環(huán)格構(gòu)柱的一個(gè)套環(huán)螺栓連接節(jié)點(diǎn)的數(shù)值模型,提出了套環(huán)螺栓連接節(jié)點(diǎn)承載力的驗(yàn)算方法。(4)采用ABAQUS軟件建立的有限元模型,對(duì)套環(huán)格構(gòu)柱進(jìn)行參數(shù)分析,主要分析了鋼管內(nèi)混凝土強(qiáng)度、柱肢鋼管強(qiáng)度和壁厚、斜綴條的厚度和強(qiáng)度、套箍指標(biāo)以及長(zhǎng)細(xì)比等主要影響承載力的參數(shù),獲得了各參數(shù)對(duì)套環(huán)格構(gòu)柱承載力的影響規(guī)律。
【圖文】：

凝土格構(gòu)柱作為研究對(duì)象，以拓展格構(gòu)柱在裝配式建筑中的應(yīng)用。本文選用試驗(yàn)的形式探究套環(huán)四肢鋼管混凝土格構(gòu)柱的受力性能，為其在實(shí)際工程的應(yīng)用中提供理論和試驗(yàn)基礎(chǔ)。1.2 鋼管混凝土柱發(fā)展概況1.2.1 鋼管混凝土柱的特點(diǎn)鋼管混凝土柱是一種組合構(gòu)件，按照截面形狀分類，可以分為圓形、方形和多邊形,如圖 1.1 所示，而其中的圓形，在任意方向都是相同的，這對(duì)抵抗方向不確定的地震效果顯著。鋼管混凝土柱在本質(zhì)上屬于套箍混凝土，其基本工作原理有兩點(diǎn)：（1）圓鋼管對(duì)核心混凝土起到的約束效果，使混凝土處于三向受壓狀態(tài)，這提高了混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度與抗壓縮變形能力；（2）外鋼管借助核心混凝土的支撐作用，增強(qiáng)鋼管壁的穩(wěn)定性能，改變空鋼管鋼材的失穩(wěn)特點(diǎn)，從而提高整體承載力。以上兩點(diǎn)使鋼管混凝土獲得延性好、強(qiáng)度高、耐疲勞、質(zhì)量輕、抗沖擊等良好的力學(xué)性能，，此外鋼管可直接作為模板，省去支模時(shí)間，而鋼管兼

a）平形 b）N 形 c）M 形 d）交叉形 e）X 形 f）K 形圖 1.3 格構(gòu)柱綴條布置形式1.3.2 鋼管混凝土格構(gòu)柱研究現(xiàn)狀在工程建設(shè)中，鋼管混凝土格構(gòu)柱已有大量應(yīng)用,尤其是在橋梁方面，如巫山長(zhǎng)江大橋[27]、南海紫洞大橋[28]、廣州丫髻沙大橋[29]等，其受力性能分析研究相對(duì)也較為成熟。部分學(xué)者的研究工作及所取得的成果陳列如下：蔡紹懷[7]使用極限平衡法將鋼管混凝土柱承載力公式，拓展到格構(gòu)柱在軸向荷載與彎矩共同作用下的工況，得出長(zhǎng)細(xì)比對(duì)格構(gòu)柱承載力的影響規(guī)律與實(shí)腹柱相似的結(jié)論；考慮格構(gòu)式柱剪力的影響，用換算長(zhǎng)細(xì)比替換實(shí)腹柱公式中的長(zhǎng)細(xì)比，進(jìn)而得到格構(gòu)柱承載力表達(dá)式，并建議換算長(zhǎng)細(xì)比按鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范計(jì)算。陳寶春、歐智菁[30]以長(zhǎng)細(xì)比作為試驗(yàn)變參數(shù)，用鋼管混凝土材料制作出四個(gè)格構(gòu)柱作為試件進(jìn)行偏壓試驗(yàn)，對(duì)柱肢的環(huán)向和縱向應(yīng)變以及綴管應(yīng)變等進(jìn)行了分析，研究結(jié)果表明，格構(gòu)柱在偏心荷載作用下，其極限承載力隨長(zhǎng)細(xì)比變化規(guī)律與軸心荷載在作用下的規(guī)律相同，在綴管與柱肢連接節(jié)點(diǎn)處，柱肢鋼管形成應(yīng)力集中，最終導(dǎo)致柱肢鋼管在節(jié)點(diǎn)處撕裂。[31]
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU398.9

【參考文獻(xiàn)】

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3 歐陽鵬;圓中空夾層鋼管RPC柱軸壓及其節(jié)點(diǎn)的力學(xué)性能研究[D];湖南大學(xué);2016年

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9 李昊煜;RPC材料的塑性損傷本構(gòu)模型參數(shù)識(shí)別及有限元驗(yàn)證[D];北京交通大學(xué);2009年

10 周旺保;四肢鋼管混凝土格構(gòu)柱試驗(yàn)研究及理論分析[D];中南大學(xué);2009年

本文編號(hào)：2641889