钢—混凝土组合受压构件承载力计算的两个关键性问题研究

摘要

钢—混凝土组合受压构件的承载力计算与较多因素有关，国内外与之相关的规范大多从材料强度与整体稳定的角度来考虑构件承载力的计算。长期荷载作用和局部稳定问题是影响钢—混凝土组合受压构件承载力的两个重要因素：长期荷载作用使混凝土产生徐变，导致钢与混凝土两种材料的应力重分布，构件的承载力受到影响；组合构件中的钢管或者钢板发生局部屈曲，钢材不能充分发挥材料强度，削弱了构件的承载力。本文研究主要围绕以上两个关键问题展开，即长期荷载作用和局部稳定问题对钢—混凝土组合构件承载力的影响研究。
　　关于局部稳定对钢—混凝土组合受压构件承载力的影响研究，本文以钢板—混凝土组合受压构件为研究对象，设计了十个不同尺寸的钢板—混凝土组合柱试件进行轴向加载试验。分析构件的荷载—变形曲线以及钢板内外侧应变片的荷载—应变曲线，得到钢板的临界屈曲应力和构件承载力的试验值。根据薄板理论，对钢板—混凝土组合受压构件钢板的局部屈曲问题进行力学建模，利用能量法，对其弹性临界屈曲应力的表达形式进行推导。结合试验结果，对推导结果进行修正，并与相关规范做比较。基于上述弹性屈曲应力的计算方法，对钢板—混凝土组合受压构件钢板屈曲后构件的承载力计算做简要分析。
　　关于长期荷载作用对钢—混凝土组合受压构件承载力的影响研究，本文以方钢管混凝土轴心受压短柱为研究对象，对于未考虑长期荷载影响和考虑长期荷载影响的方钢管混凝土轴心受压柱，将方钢管柱截面中钢管部分与混凝土部分的内力叠加，分别计算构件在加载过程中的荷载—应变关系的函数表达式，取函数的最大值为相应参数下构件的极限承载力值。参考已有文献中的试验数据，本文将用上述方法计算得到的承载力值与文献中的试验结果进行对比，验证本文计算方法的准确性与合理性。结合钢管局部屈曲、截面配筋率、钢材强度及混凝土徐变量等因素，分析了长期荷载作用对构件承载力的影响。分析结果表明，方钢管混凝土轴心受压柱的承载力受长期荷载作用的影响是有限的。

目录

声明

第一章.绪论

1.1钢-混凝土组合构件分类与发展

1.2国内外现行钢-混凝土组合柱承载力的设计规范

1.3本文研究内容

第二章.研究现状

2.1钢板局部屈曲问题的研究现状

2.2长期荷载对钢管混凝土柱承载力的影响研究现状

2.3本文研究思路及方法

第三章.钢板-混凝土组合柱钢板的局部屈曲及构件承载力试验

3.1试验试件

3.2材料属性

3.3加载及量测方案

3.4试验现象

3.5试验结果

3.6本章小结

第四章.钢板—混凝土组合受压构件钢板弹性临界屈曲应力的计算分析

4.1薄板理论的基本方程

4.2能量法求解弹性薄板的稳定问题

4.3 SC组合受压构件钢板弹性临界屈曲应力的求解

4.4 SC组合受压构件钢板屈曲后构件承载力的计算

4.5本章小结

第五章.长期荷载对方钢管混凝土轴心受压柱承载力的影响研究

5.1荷载-应变关系

5.2承载力的计算

5.3长期荷载对方钢管混凝土轴压柱承载力影响的参数分析

5.4结论

5.5本章小结

第六章.结语

6.1前文总结

6.2结论

6.3后期工作

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文