双钢管混凝土轴心受压短柱受压承载力的试验研究

摘要

本文研究的双钢管混凝土柱是指在两根内外同心放置的圆钢管中的内芯和内外钢管之间都浇注混凝土的一种复式钢管混凝土柱。到目前为止，只有少数学者做过双钢管混凝土柱的试验研究。 本文采用试验、理论分析与数值计算相结合的方法，研究双钢管混凝土短柱的轴压承载力。主要研究内容如下： 1．对5根双层钢管混凝土短柱进行了轴心受压试验，给出了受力全过程荷载一位移曲线、破坏形态等受力性能，并提出了双钢管混凝土短柱轴压承载力是随内外钢管直径比的增大而增大，随含钢率的增大而增大的。 2．在试验的基础上，利用ANSYS对轴心荷载下的双钢管混凝土短柱的受力全过程进行了数值分析，分析结果能符合试验结果。 3．结合试验结果和理论分析阐述了双钢管混凝土短柱正截面受压承载力的受力机理。 4．根据试验结果和理论分析提出了双钢管混凝土短柱的正截面受压承载力计算公式及设计建议。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1研究的目的和意义

1.2钢管混凝土柱的研究发展及现状

1.3本文的主要研究内容

第二章轴心受压双钢管混凝土短柱的试验研究

2.1试验简介

2.1.1试件的设计与制作

2.1.2试验装置及试验方法

2.2主要试验结果

2.2.1受力全过程

2.2.2轴心压力—变形曲线

2.3对试验结果的定性分析

第三章轴心受压双钢管混凝土短柱的承载力有限元分析

3.1材料的本构关系

3.1.1钢管中混凝土的本构关系

3.1.2钢材在双向应力场中的本构关系

3.2双层钢管混凝土短柱的分析模型

3.2.1有限元模型的几种形式

3.2.2本文所采用的有限元模型

3.3单元类型和材料模型

3.3.1基本假定

3.3.2单元的选取

3.3.3材料模型介绍

3.4主要分析结果

第四章轴心受压双钢管混凝土短柱的受力全过程数值分析

4.1基本假定

4.2双层钢管混凝土轴压短柱在受力过程中应满足的条件

4.3受力机理

4.4受力全过程的各阶段数值分析

4.4.1混凝土泊松比开始增长阶段

4.4.2内外层混凝土开始受到钢管约束的阶段(μc=μs)

4.4.3混凝土处于三向应力状态，钢管处于弹性工作阶段(σi＜fp)

4.4.4混凝土处于三向应力状态，钢管处于弹塑性工作阶段(fp＜σi≤fy)

4.4.5混凝土处于三向应力状态，钢管处于塑性强化工作阶段(fy＜σi＜fu)

第五章轴心受压双钢管混凝土短柱正截面受压承载力计算公式及设计建议

5.1正截面受压承载力计算公式

5.2双钢管混凝土短柱与单钢管混凝土短柱承载力的比较

5.3设计建议

第六章总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢