鋼護(hù)筒與鋼筋混凝土柱協(xié)同受力機(jī)理及其設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、鋼護(hù)筒與鋼筋混凝土柱作為一種新的結(jié)構(gòu)形式，目前已經(jīng)應(yīng)用于港工結(jié)構(gòu)及橋梁工程中。在鋼護(hù)筒內(nèi)澆筑普通鋼筋土與鋼管混凝土中加配縱筋及箍筋原理一樣，但目前對(duì)這種新的結(jié)構(gòu)形式研究很少，也沒有系統(tǒng)的規(guī)范。因此本文將對(duì)鋼護(hù)筒與鋼筋混凝土柱的破壞形態(tài)及其力學(xué)性能展開研究。
　　本文以果園二期樁基為原型，鋼護(hù)筒厚度、配筋率、配箍率為變量，進(jìn)行了6個(gè)鋼護(hù)筒與鋼筋混凝土短柱結(jié)構(gòu)和2個(gè)鋼管混凝土短柱軸壓試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:鋼護(hù)筒與鋼筋混凝土短柱結(jié)構(gòu)中，鋼

2、護(hù)筒與箍筋對(duì)核心混凝土均有約束作用，且雙重約束效應(yīng)明顯，鋼護(hù)筒與箍筋對(duì)核心混凝土的約束效應(yīng)可以有效地抑制混凝土裂縫開展，使得鋼護(hù)筒較傳統(tǒng)的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)具有更高的承載力、塑性和韌性;在鋼護(hù)筒具有足夠的約束效應(yīng)時(shí)，鋼護(hù)筒、混凝土及縱筋均在試件破壞時(shí)達(dá)到屈服，材料性能得到充分的利用。
　　基于ABAQUS有限元軟件，同樣以鋼護(hù)筒厚度、配筋率、配箍率為參數(shù)，分析了1個(gè)普通鋼筋混凝土短柱和9個(gè)鋼護(hù)筒與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)短柱，同試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證

3、了模型的正確性。分析結(jié)果表明，箍筋對(duì)混凝土的約束作用對(duì)鋼護(hù)筒與鋼筋混凝土短柱的的承載力、塑性及延性性能影響顯著，隨著箍筋間距的減小，構(gòu)件的承載力及延性性能有明顯的提高，但箍筋間距在小于140mm后，進(jìn)一步加密箍筋其承載力及延性性能無(wú)明顯改善.
　　基于鋼護(hù)筒與鋼筋混凝土短柱的室內(nèi)物理模型試驗(yàn)和ABAQUS有限元分析，使用剝離分析的方法，分析了鋼護(hù)筒與鋼筋混凝土短柱在軸壓下的的內(nèi)力分配規(guī)律。在進(jìn)入塑性階段后，鋼護(hù)筒的縱向軸力呈現(xiàn)下降

4、趨勢(shì)，內(nèi)力逐漸向核心混凝土及縱筋轉(zhuǎn)移，在鋼護(hù)筒與箍筋的雙向約束作用下，混凝土的性能得到很大單位改善，其組合強(qiáng)度約為混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的1.59倍;同時(shí)參考鋼管混凝土“統(tǒng)一理論”和“極限平衡理論”，推導(dǎo)了鋼護(hù)筒與鋼筋混凝土短柱的壓縮剛度和軸壓極限承載力公式，同試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比誤差較小。
　　參考《鋼管混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》、《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》、《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》、《混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》等規(guī)范總