T形加劲肋圆钢管混凝土柱轴压承载力性能的有限元分析与研究

摘要

钢管混凝土柱是一种性能优异的组合结构，有效的运用了钢材与混凝土各自的优点——延性好、抗压强度高，同时钢管可作为混凝土的承重骨架和模板，从而减少了钢材及模板的使用量。在轴向荷载作用下，钢管壁会对核心混凝土产生环箍作用，核心混凝土的存在又可以限制钢管壁内凹屈曲，可以有效提高构件的承载能力。
　　本文简要介绍了国内外的研究现状以及一些理论分析方法。以有限元软件ANSYS为平台，选择合适的材料本构关系，在考虑构件初始缺陷以及材料非线性的情况下，对构件进行了轴压荷载作用下的静力性能分析。通过圆钢管混凝土柱和T形加劲肋圆钢管混凝土柱对比，发现加劲肋可以提高构件整体刚度，对承载力提高有很大作用;对比空心钢管柱分析得出，混凝土的存在可以改善构件的延性性能，充分发挥出材料的力学性能，钢管和混凝土之间的相互作用使核心混凝土的破坏形态由脆性破坏变为延性破坏。通过现有的参考规程计算出的理论值与模拟值对比，简要对比分析了各规程的适用性。运用单因素分析法，简要分析了各因素水平的变化对承载力的影响。论文设计了正交试验方案，运用数理统计的方法，找出了影响试件承载力性能各因素的主次关系，通过优化分析，得到最优方案。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 钢管混凝土的发展概述及特性

1．2．1 钢管混凝土的国内外发展及应用

1．2．2 钢管混凝土的特性

1．3 国内外研究现状及存在的问题

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．3．3 目前研究所存在的问题

1．4 本文的研究内容

1．5 本章小结

第二章 钢管混凝土柱轴心受压性能有限元分析

2．1 钢管混凝土柱参数设计

2．2 有限元分析

2．2．1 单元选择及材料本构关系

2．2．2 几何建模及划分

2．2．3 边界约束条件及加载方法

2．2．4 求解方法

2．2．5 后处理

2．3 计算结果及分析

2．3．1 圆钢管混凝土柱轴向受压性能分析

2．3．2 T形加劲肋圆钢管混凝土长柱承载力性能分析

2．3．3 T形加劲肋圆钢管混凝土短柱承载力性能分析

2．3．4 T形加劲肋空心圆钢管柱轴向受压性能分析

2．4 本章小结

第三章 钢管混凝土构件分析理论和设计规程

3．1 钢管混凝土轴压承载力的理论分析方法

3．1．1 统一理论

3．1．2 拟钢理论

3．1．3 拟混凝土理论

3．1．4 叠加理论

3．1．5 极限平衡理论

3．2 钢管混凝土构件承载力计算规程

3．2．1 钢管混凝土柱设计国外规程

3．2．2 钢管混凝土柱设计国内规程

3．2．3 理论公式计算比较分析

3．3 失稳形式的分类

3．3．1 平衡失稳

3．3．2 极值点失稳

3．3．3 跳跃失稳

3．4 本章小结

第四章 各因素对钢管混凝土柱承载力性能的影响分析

4．1 钢管混凝土柱各试件参数设计

4．2 钢管壁厚度对承载力的影响

4．3 加劲肋翼缘厚度对承载力的影响

4．4 加劲肋腹板高度对承载力的影响

4．5 正交优化分析

4．5．1 正交试验设计方法

4．5．2 正交试验方案设计

4．5．3 正交试验结果分析

4．6 本章小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢