為研究圓心角60°和120°圓端形鋼管混凝土短柱軸壓力學性能,對4個圓端形鋼管混凝土短柱進行軸壓試驗,探究不同圓心角和寬厚比對其極限承載力的影響。基于試驗結果,應用有限元軟件ABAQUS進行三維實體建模,對圓端形鋼管混凝土短柱進行參數分析,研究了鋼材強度、混凝土強度、寬厚比、高寬比、尺寸效應等對極限承載力的影響。基于參數分析,建立圓心角為60°和120°圓端形鋼管混凝土短柱極限承載力實用計算公式。結果表明:破壞形態(tài)均為局部屈曲破壞,且平直段區(qū)域均出現局部屈曲現象;隨圓心角增大,構件極限承載力增大;隨寬厚比增大,極限承載力呈現下降趨勢;當圓弧段圓心角從60°增大至120°時,強度指標降低,表明整體約束效應減弱;圓端形鋼管混凝土軸壓短柱的整體約束效應隨圓心角增大而減小;隨著鋼材強度、混凝土強度的增大和構件寬厚比的減小,極限承載力逐漸增大;不同圓心角的尺寸效應對其極限承載力與初始剛度的影響類似,隨著構件尺寸增大,極限承載力與初始剛度均呈現增大的趨勢。 

【文章來源】：建筑科學與工程學報. 2020,37(05)北大核心

【文章頁數】：11 頁

【部分圖文】：

圓端形鋼管混凝土截面形式

試驗裝置

在加載初期試件基本上表現為彈性,當荷載增加至極限荷載的60%～70%時,試件進入彈塑性工作狀態(tài),并且沒有明顯屈曲現象,但荷載-軸向應變曲線表現出非線性特征。隨著軸向應變增加,當荷載達到極限荷載時,圓端形鋼管內部混凝土向外鼓曲,圓心角為60°的圓端形鋼管混凝土試件的破壞形態(tài)與方形鋼管類似,平直段與圓弧段均出現明顯外部鼓曲現象,與矩形試件相比,其外鋼管屈曲發(fā)生較晚,圓弧段屈曲的程度與矩形試件相比幅度較小。圓心角為120°的試件屈曲現象只發(fā)生于平直段,表明圓心角為120°的短柱圓弧段約束效應較好,其破壞形態(tài)如圖3所示;隨著試件變形逐漸增大,試件承載力下降或維持平穩(wěn)狀態(tài),最后因變形過大,焊縫開裂而終止試驗。2.2 荷載-軸向應變曲線

【參考文獻】：
期刊論文
[1]圓端形鋼管混凝土軸壓短柱的機理分析[J]. 謝恩普,王志濱,林盛,周繼忠.  福州大學學報(自然科學版). 2015(04)
[2]圓端形鋼管混凝土短柱軸壓性能仿真分析[J]. 李培鵬,任志剛.  武漢理工大學學報. 2014(09)
[3]圓端形鋼管混凝土柱軸壓性能研究[J]. 王志濱,陳靖,謝恩普,林盛.  建筑結構學報. 2014(07)
[4]圓端形鋼管混凝土軸壓短柱受力性能研究[J]. 谷利雄,丁發(fā)興,付磊,李剛.  中國公路學報. 2014(01)
[5]微膨脹鋼管混凝土雙肢柱試驗研究與數值模擬[J]. 謝建雄,蔡崇華,盧哲安,任志剛.  武漢大學學報(工學版). 2010(04)

博士論文
[1]圓端形鋼管混凝土受壓力學性能與可靠度研究[D]. 王二磊.武漢理工大學 2012

碩士論文
[1]圓端形鋼管混凝土軸壓試驗研究[D]. 馬小春.武漢理工大學 2012
[2]圓端形鋼管混凝土塔柱鋼管與混凝土相互作用研究[D]. 李彬.武漢理工大學 2009



本文編號：3050922