矩形钢管混凝土构件复合受力时力学性能与设计方法研究

摘要

矩形截面是钢管混凝土的一种常见截面形式。以往学者对钢管混凝土力学性能研究主要集中于圆形截面和方形截面形式上，对矩形截面钢管混凝土构件力学性能研究相对较少。本文对矩形截面钢管混凝土构件在，双向压弯、纯扭、纯剪、压扭、弯扭、压弯扭、压弯剪受力下力学性能和实用计算方法进行了分析。 具体进行了以下几个方面的工作： （1）建立了钢管混凝土实验构件双向压弯理论模型并进行模拟，模拟结果与实验吻合良好。对矩形截面钢管混凝土构件进行了参数分析，得到了各主要参数对矩形钢管混凝土构件双向压弯力学性能的影响规律。 （2）采用有限元软件ABAQUS对实验后的钢管混凝土纯扭、纯剪构件进行了理论模拟，模拟结果与实验吻合良好。有限元分析了矩形钢管混凝土纯扭、纯剪构件在不同参数下极限承载力的变化规律，得到了在本文参数变化范围内的矩形钢管混凝土构件纯扭、纯剪极限承载力计算方法。 （3）有限元模拟了钢管混凝土构件压扭、弯扭实验，模拟结果与实验结果吻合良好。分析了各主要参数对矩形钢管混凝土构件压扭、弯扭极限承载力的影响规律，结合本文得到的矩形钢管混凝土构件纯扭、纯剪极限承载力计算公式，得到了本文参数分析范围内的矩形钢管混凝土构件压扭、弯扭承载力计算方法。 （4）对钢管混凝土构件压弯扭、压弯剪实验进行了理论模拟，模拟结果与实验结果吻合良好。分析了各主要参数对矩形钢管混凝土构件压弯扭、压弯剪极限承载力的影响规律，结合本文所分析的矩形钢管混凝土双向压弯力学性能、得到的压扭及弯扭极限承载力计算方法，探讨了矩形钢管混凝土构件压弯扭、压弯剪极限承载力计算方法。

目录

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声明

第1章绪论

1.1钢管混凝土的特点及发展

1.2钢管混凝土相关问题的研究现状

1.2.1轴心受压构件

1.2.2偏压构件

1.2.3纯弯、纯剪、纯扭构件

1.2.4压弯、弯扭、压弯剪与压弯剪扭构件

1.3矩形钢管混凝土构件复合受力问题

1.4本文的主要研究工作

第2章矩形钢管混凝土构件简单受力下力学性能

2.1引言

2.2有限元建模

2.2.1材料模型

2.2.2模型单元

2.2.3接触模型，荷载及边界条件

2.2.4单元划分及模型求解

2.3矩形钢管混凝土双向偏压构件力学性能分析

2.3.1有限元建模

2.3.2钢管与混凝土相互作用力和破坏模态

2.3.3参数分析

2.3.4分析结果总结

2.4矩形钢管混凝土纯扭构件力学性能分析

2.4.1有限元模型

2.4.2破坏模态

2.4.3参数分析

2.4.4实用计算方法

2.5矩形钢管混凝土构件纯剪力学性能分析

2.5.1有限元模型

2.5.2破坏模态

2.5.3参数分析

2.5.4实用计算方法

2.6本章小结

第3章矩形钢管混凝土构件复合受力下的力学性能

3.1矩形钢管混凝土压扭、弯扭构件力学性能分析

3.1.1压扭构件有限元模型

3.1.2弯扭构件有限元模型

3.1.3破坏模态

3.1.4参数分析

3.1.5实用计算方法

3.2矩形钢管混凝土压弯扭、压弯剪构件有限元分析

3.2.1有限元模型

3.2.2参数分析

3.2.3压弯扭实用计算方法

3.2.4压弯剪实用计算方法

3.3本章小结

结论与展望

参考文献

致 谢

附录A攻读学位期间所发表的学术论文