本文關(guān)鍵詞：初應(yīng)力對鋼管混凝土極限承載力的有限元研究

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【摘要】：實際工程中,鋼管構(gòu)件在施工時一般是先架設(shè)空鋼管,然后再澆筑混凝土,為了加快施工進度,通常是架設(shè)了幾層鋼管之后再澆筑混凝土,此時空鋼管就會由于上部自重、施工荷載的作用而產(chǎn)生縱向壓應(yīng)力,叫做鋼管初應(yīng)力,簡稱初應(yīng)力。由于條件限制不能對作用在鋼管上的荷載進行完全的卸除,會在鋼管中產(chǎn)生初應(yīng)力。對于一些承載力不足或者老化的構(gòu)件,也會在鋼管中產(chǎn)生初應(yīng)力,此時需要對構(gòu)件進行加固。而初應(yīng)力使整體結(jié)構(gòu)的承載能力降低,導(dǎo)致整個結(jié)構(gòu)偏于不安全。目前,國內(nèi)外文獻當中,對于有初應(yīng)力作用的鋼管混凝土構(gòu)件的承載力的計算公式在我國的相關(guān)規(guī)范中并沒有給出明確公式。本文通過使用有限元模擬軟件ABAQUS,研究了鋼管混凝土構(gòu)件在有鋼管初應(yīng)力情況下受力的性能,分析了對構(gòu)件承載力有影響的初應(yīng)力率、長細比、偏心率等參數(shù),研究表明:鋼管初應(yīng)力使得鋼管混凝土構(gòu)件的變形增大,撓度增大,而承載力降低,其中在影響初應(yīng)力的影響系數(shù)的因素中,初應(yīng)力率、長細比、偏心率起到重要的作用。長細比越大、初應(yīng)力率越大,初應(yīng)力的影響系數(shù)越大;在一定的偏心率范圍內(nèi),長細比越小、偏心率越大,初應(yīng)力的影響系數(shù)反而越小;當長細比較大時,偏心率越大,初應(yīng)力的影響系數(shù)也許越大�？紤]到初應(yīng)力對鋼管混凝土的承載力影響,提出了有鋼管初應(yīng)力的構(gòu)件的承載力折減系數(shù)的簡化計算公式,并對初應(yīng)力的影響系數(shù)在規(guī)范中公式中的應(yīng)用進行了說明。此外,有限元分析結(jié)果是否具有準確性還需要理論和試驗的驗證,將本文提出的有限元模擬分析結(jié)果與已發(fā)表的模擬和試驗結(jié)果進行了對比,對比結(jié)果表明:兩者基本吻合。由本文研究可知,本文的模擬結(jié)果可以為工程技術(shù)人員在施工中提供參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：鋼管混凝土 初應(yīng)力 有限元模擬軟件 承載力 計算公式
【學(xué)位授予單位】：遼寧工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TU398.9
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 鋼管混凝土的特點9-10
• 1.2 鋼管混凝土的發(fā)展概況10
• 1.3 鋼管初應(yīng)力問題的提出10-11
• 1.4 鋼管初應(yīng)力的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.5 現(xiàn)行規(guī)程對鋼管初應(yīng)力問題的規(guī)定12-13
• 1.6 現(xiàn)有研究的不足之處13
• 1.7 本文研究的內(nèi)容13-15
• 2 有限元模型的建立15-21
• 2.1 有限元研究簡介15
• 2.2 材料的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系模型15-18
• 2.2.1 鋼材的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系模型15-16
• 2.2.2 混凝土的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系模型16-18
• 2.3 有限元分析模型18-21
• 2.3.1 鋼管混凝土建模18-19
• 2.3.2 鋼管初應(yīng)力在有限元中的實現(xiàn)19-21
• 3 鋼管混凝土受壓性能在初應(yīng)力作用下的影響21-45
• 3.1 初應(yīng)力對軸壓試件的影響21-23
• 3.2 初應(yīng)力對偏壓試件的影響23-25
• 3.3 荷載變形全過程曲線25-33
• 3.4 含鋼率對軸壓短柱的影響33-35
• 3.5 對鋼管、混凝土的研究35-45
• 4 對比驗證及公式推導(dǎo)45-58
• 4.1 試驗概況45-50
• 4.2 有限元荷載值與規(guī)范公式計算值對比50-53
• 4.3 承載力建議計算公式的推導(dǎo)53-58
• 4.3.1 概況53
• 4.3.2 承載力建議計算公式53-58
• 5 結(jié)論與展望58-60
• 5.1 結(jié)論58
• 5.2 展望58-60
• 參考文獻60-63
• 致謝63

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本文編號：606294