核心砼带缺陷方钢管混凝土短柱受压性能试验研究

摘要

方钢管混凝土结构具有承载力高、塑性和韧性好、抗震能力强、施工和制作方便等优点，广泛地应用于高层、超高层、桥梁和大跨度空间等建筑物的受力体系中。同钢管桩结构相比较，由于钢管内部浇灌了混凝土使得钢管的局部稳定性能得到增强，同时混凝土也承受了很大的环向约束作用，从而节省了钢材的使用量，而混凝土同钢材相比在价格方面便宜的多，因此钢管混凝土结构具有良好的经济效益和建筑效益，是结构工程学科发展的一个重要方向。但是钢管混凝土在施工中，有时会因管理不善、施工原因及钢管混凝土构件受混凝土材料自身特性和施工工艺等影响，使混凝土材料存在孔洞、施工缝、疏松、蜂窝、离析、不均匀以及混凝土与钢管之间胶结不良等缺陷，从而不同程度地削弱钢管混凝土构件的力学性能和整体性能，直接影响其承载能力，降低结构的质量，存在严重安全隐患，为了研究施工缺陷对钢管混凝土造成的直接影响，以评估其实际承载力及安全性能，开展钢管混凝土内部缺陷研究意义重大。
　　本文通过对具有不同类型缺陷(位置、大小、形状)的9根方钢管混凝土短柱受压力学性能试验研究和非线性有限元分析,研究了该类构件的轴心受压力学性能,从而为该类构件的施工和设计提供了可靠的理论依据。文中首先通过对9根方钢管混凝土短柱试件的试验研究,对其破坏现象及机理和该类构件中钢管对核心混凝土的约束作用进行了分析，然后分别探讨了混凝土缺陷的大小、位置和形状对该类构件力学性能的影响,指出不同位置对钢管混凝土短柱极限承载力的影响。最后在合理选取混凝土和钢管本构关系及破坏准则的基础上,采用 ABAQUS有限元计算软件,对试验试件进行了数值模拟,模拟所得结果与试验结果吻合较好。

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第一章 绪 论

1.1钢管混凝土结构的发展与研究现状

1.2钢管混凝土缺陷种类及其分析

1.3带缺陷钢管混凝土力学性能研究现状

1.4本文的研究意义和主要工作

第二章 核心砼带缺陷RCFST短柱受压性能试验

2.1概述

2.2试验前期准备

2.3不同缺陷构件受压试验过程

2.4试验结果分析

2.5 本章小结

第三章 带缺陷RCFST短柱受压性能有限元分析

3.1有限单元法简介

3.2方钢管混凝土短柱受压有限元模型建立

3.3计算结果分析

3.4 本章小结

第四章 结论与展望

4.1结论

4.2展望

参考文献

攻读学位期间所取得的相关科研成果

致谢