带栓钉钢骨方钢管混凝土短柱偏压力学性能研究-土木工程专业论文.docxVIP

Study on the Eccentric Compression Mechanical Properties of Square Steel Tubular Short Column with Studs filled with Steel-Reinforced Concrete A Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for the Degree of Master of Engineering By Wang Tao Supervised by Associate Prof. Liu Liping Major: Civil Engineering College of Civil Engineering of Chongqing University, Chongqing, China May, 2011 中文摘要 中文摘要 重庆大学硕士学位论文 重庆大学硕士学位论文 I I PAGE PAGE IV 摘 要 近年来，随着建筑业的发展和研究工作的深入，一些新型组合柱如钢骨-方钢 管混凝土等组合柱越来越受到工程技术人员和有关研究者的青睐，并开始逐渐在 实际工程中得到推广应用。本文采用试验与理论研究相结合的方法，对带栓钉钢 骨-方钢管混凝土短柱的力学性能进行了相关研究，具体的研究内容和得到的主要 结论如下： ① 对方钢管混凝土的工作机理以及构造措施进行了相关总结，由于钢管混凝 土中钢管对混凝土的紧箍作用，使得核芯混凝土的抗压强度有很大程度的提高。 钢管混凝土提高管壁稳定性的措施主要有约束拉杆、角部隅撑以及设置纵向加劲 肋这三种方法。通过研究，三种构造措施都可以起到较好的作用。在此基础上结 合钢骨-方钢管混凝土短柱的受力特点，提出了设置约束拉杆和在方钢管上加栓钉 的构造措施。 ② 对带栓钉钢骨-方钢管组合短柱进行了试验研究，可以得到如下结论：带栓 钉构件与不加构造措施构件的破坏方式相同，都是由于方钢管的局部屈曲导致构 件承载力下降引起的；栓钉的竖向间距对试件的力学性能有显著的影响，竖向间 距越小其极限承载力越高，栓钉直径对试件的力学性能影响相对较小；钢骨和方 钢管的横向变形主要发生在试件受力后期，核心区混凝土的横向变形直接影响到 钢骨和方钢管的受力，混凝土有较大的横向变形，内部钢骨受到混凝土的环向约 束导致其横向变形较小，而此时方钢管则有较大的横向变形。 ③ 借助通用有限元分析软件 ABAQUS 对带栓钉钢骨-方钢管混凝土短柱的偏 压构件进行了受力全过程性能分析。在验证有限元模拟分析结果正确的基础上， 进一步分析了栓钉水平间距、直径、竖向间距以及偏心距对钢骨-方钢骨混凝土短 柱力学性能的影响。分析结果表明：栓钉水平间距和竖向间距对钢骨-方钢管混凝 土组合柱的受力性能影响较大，栓钉直径对构件的受力性能影响相对较小；偏心 距对构件受力性能有较大影响，偏心距越大，构件极限承载力越低；当偏心距一 定时，带栓钉构件承载力有所提高，极限承载力后延性也有一定程度的提高；不 论构件是处于小偏心还是大偏心受力状态，加栓钉构造措施构件轴向承载力的下 降趋势都有所减缓，大偏心时减缓趋势更为明显。 关键字：组合柱，方钢管混凝土，栓钉，偏心荷载，承载力 英文摘要 英文摘要 重庆大学硕士学位论文 重庆大学硕士学位论文 III III PAGE PAGE IV ABSTRACT In recent years, with the development of construction industry and the deeply of the research works, some new types of composite columns are favored by engineering and researchers, such as steel-reinforced concrete-filled square steel tube columns, and the columns are gradually began to get in practical engineering application. This paper research on Square Steel Tubular Short Column with Studs filled with Steel-Reinforced Concrete by experiment and theoretical analyzes, the content of research and main conclusions are ca