内埋圆钢管空间钢构架组合柱偏心受压性能试验研究

摘要

随着全球经济的发展，建筑行业也疯狂的发展，现代建筑的趋势是复杂超高层建筑，传统的钢筋混凝土结构已经不能满足需求，所以组合结构应运而生。本文要研究的就是一种新型的组合结构—内埋圆钢管空间钢构架组合柱，它是由内埋圆钢管混凝土柱和外包空间钢构架混凝土组成。本文对6个试件进行试验分析，其中1个试件是轴心受压，其它5个是偏心受压，主要研究偏心距对内埋圆钢管空间钢构架组合柱的受压性能的影响，并且推导出内埋圆钢管空间钢构架在不同偏心距下的承载力计算公式。 本文以试验结合模拟进行研究。试验的6个试件分别以偏心距和缀条间距为参数变量，通过分析试验数据，绘出角钢竖向荷载—应变、钢管竖向荷载—主拉主压应变、试件竖向荷载—侧向位移和平截面假定曲线，通过分析发现：内埋圆钢管空间钢构架组合柱的承载力与偏心距和缀条间距有关，随偏心距的增大而减小，随缀条的间距减小而增大。 借助ABAQUS建立了内埋圆钢管空间钢构架组合柱的模型，验证了本文试验的6个试件荷载位移曲线，结果发现模拟曲线和试验曲线很吻合，说明模拟的可行性。然后设置了22个模拟模型，6个变化参数：偏心距、角钢肢长、缀条间距、缀条宽度、钢管径厚比和混凝土强度。通过模拟发现，减小偏心距、增大角钢肢长、增大缀条宽度、减小缀条间距、增大钢管径厚比和增大混凝土强度都可以提高内埋圆钢管空间钢构架组合柱的承载力。 本文通过试验和模拟分析，以平截面假定为基础，提出了钢管和空间钢构架双重约束组合柱的偏心受压承载力公式。通过计算本次试验的试件，发现计算值结果和试验值结果吻合，说明此计算公式的正确性。

目录

第一章 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外组合混凝土柱的研究现状

1.3 本文研究的主要内容

第二章 内埋圆钢管空间钢构架组合柱偏心受压试验简介

2.1 概述

2.2 试件设计

2.3 试件制作

2.4 试件材料

2.5 加载装置和加载制度

2.6 测点布置和测试内容

2.7 本章小结

第三章 内埋圆钢管空间钢构架组合柱偏心受压试验研究

3.1 试验现象描述

3.2 试验结果分析

3.3 本章小结

第四章 内埋圆钢管空间钢构架组合柱偏心受压受力性能有限元分析

4.1 ABAQUS有限元软件

4.2 材料本构关系

4.3 内埋圆钢管空间钢构架组合柱偏心受压有限元模型的建立

4.4有限元模型验证

4.5内埋圆钢管空间钢构架组合柱参数分析

4.6 综合影响系数?

4.7 本章小结

第五章 内埋圆钢管空间钢构架组合柱偏心受压承载力计算

5.1 内埋圆钢管空间钢构架组合柱偏心受压的约束机理

5.2 约束混凝土的抗压强度的计算

5.3 内埋圆钢管空间钢构架组合柱偏心受压的承载力计算

5.4 本章小节

第六章 结论与展望

6.1 本文的主要研究成果

6.2 展望

参考文献

图 表 目 录

致谢

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