自密实方钢管混凝土四肢格构柱拟静力试验研究

摘要

钢管混凝土技术在现代土木工程界得到了空前的应用，此技术因其自身独具的优点得到了工程师们的青睐。国内外许多学者对这一领域进行了多方面的研究，也取得了丰硕的成果。但对于自密实钢管混凝土，尤其是自密实钢管混凝土格构柱的抗震性能研究还不充分，因此有必要对此进行更深入的研究。本文通过自密实钢管混凝土短柱的轴压试验和理论分析，建立了短柱的承载力计算公式;通过自密实钢管混凝土四肢格构柱的拟静力试验研究，并通过有限元分析，得到期望的研究成果。本文完成的成果和取得的工作如下:
　　(1)通过选取合适的长细比，进行了两组共计6个自密实钢管混凝土短柱的轴压试验，方钢管和圆钢管各3个。通过材性试验确定试验材料的强度，通过方钢管与圆钢管短柱轴压试验，得出实际试验结果。综合文献介绍及试验结果，采用有限元ANSYS软件对试验进行模拟，比较试验结果与软件分析结果，得到适合于本试验自密实方钢管混凝土短柱的承载力计算式。
　　(2)进行自密实四肢方钢管混凝土格构柱拟静力试验。通过竖向加载控制格构柱轴压比来模拟格构柱实际受力状态，对模型施加往复水平位移来模拟地震作用。通过试验数据绘制滞回曲线，分析结构的抗震性能。将试验结果进行有限元分析，两者对比得到试验结论。
　　(3)分析柱肢间圆缀管在拟静力试验中的工作情况，通过数据分析推出缀管的抗震性能和工作机理，从试验结果得出缀管在整个模型结构中的作用，提出缀管在实际工程应用中的有价值的建议。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 钢管混凝土概述

1．1．1 钢管混凝土的特点和基本工作原理

1．1．2 钢管混凝土的发展概况及工程应用

1．2 方钢管混凝土研究应用现状

1．3 钢管混凝土格构柱概述

1．3．1 钢管混凝土格构柱的特点

1．3．2 钢管混凝土格构柱的研究与理论成果

1．3．3 钢管混凝土格构柱的工程应用

1．4 自密实混凝土技术概述

1．5 本文的研究背景

1．6 本文的主要研究工作

第二章 自密实钢管混凝土短柱轴压试验研究

2．1 引言

2．2 试验材料设计

2．2．1 混凝土材料

2．2．2 钢管材料

2．3 方钢管混凝土短柱轴压试验

2．4 圆钢管混凝土短柱轴压试验

2．5 方钢管混凝土柱轴压计算方法

2．6 本试验方钢管及圆钢管混凝土短柱承载力分析

2．7 ANSYS有限元简介及分析结果

2．7．1 概述

2．7．2 有限元实体模型简介与分析结果

2．7．3 本试验有限元梁单元模型简介

2．8 本章小结

第三章 自密实方钢管混凝土四肢格构柱拟静力试验研究

3．1 引言

3．2 试件方案设计

3．2．1 材料性能

3．2．2 模型设计与安装

3．3 加载与试验装置

3．3．1 竖向加载装置

3．3．2 水平力加载装置

3．3．3 测试装置

3．4 竖向荷载下的试验结果

3．4．1 竖向加载下的纵向应变

3．4．2 竖向加载下的环向应变

3．4．3 组合泊松比

3．4．4 方钢管混凝土格构柱的轴压计算理论

3．5 模型的拟静力试验研究

3．5．1 加载装置

3．5．2 加载制度

3．5．3 模型拟静力试验加载

3．5．4 拟静力试验中柱肢组合泊松比研究

3．5．5 拟静力试验中缀管受力情况研究

3．6 模型拟静力试验滞回曲线研究

3．7 ANSYS有限元分析模型及结果

3．7．1 ANSYS有限元模型简介

3．7．2 ANSYS有限元分析结果

3．8 本章小结

第四章 结论与展望

4．1 主要结论

4．2 存在的问题及展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间发表的学术论文及科研情况