圓中空夾層鋼管混凝土受壓柱力學(xué)性能分析與承載力計(jì)算.pdf

1、中空夾層鋼管混凝土柱（CFDST），是在同心放置的內(nèi)、外兩層鋼管之間灌填混凝土而形成的鋼管－混凝土組合柱。構(gòu)件充分利用了鋼管和混凝土在受力過程中的相互作用，承載力高，塑性和韌性好，施工方便，耐火性能好，經(jīng)濟(jì)效果好。與傳統(tǒng)鋼管混凝土柱相比，中空夾層鋼管混凝土柱又有其新的特點(diǎn)：截面開展、抗彎剛度大；自重輕、抗震性能好。對(duì)外鋼管采用方鋼管的中空夾層鋼管混凝土柱，方鋼管對(duì)核心混凝土存在部分約束作用，且主要集中在4個(gè)角上，在遠(yuǎn)離屈曲的部位應(yīng)力比較

2、小，甚至還處于彈性段。
　　本研究首先針對(duì)圓中空夾層鋼管混凝土軸心受壓柱的力學(xué)性能，基于纖維模型法，對(duì)軸心受壓柱的荷載－變形全過程關(guān)系曲線進(jìn)行了計(jì)算，并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。其次，在前人試驗(yàn)研究基礎(chǔ)上，采用有限元分析方法，建立了圓中空夾層鋼管混凝土軸心受壓柱三維非線性數(shù)值分析模型，總結(jié)其荷載－變形關(guān)系曲線分布規(guī)律，通過有限元結(jié)果同試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，驗(yàn)證了模型的正確性。并利用該模型，對(duì)比纖維模型法計(jì)算所得荷載－變形關(guān)系曲線，分析了軸

3、心受壓柱的受力全過程；在模型基礎(chǔ)上，探討了外管徑厚比、名義含鋼率、空心率及長(zhǎng)細(xì)比等影響因素，對(duì)構(gòu)件力學(xué)性能及承載力的影響。然后，采用與軸心受壓柱相同的建模方法，研究了圓中空夾層鋼管混凝土偏心受壓柱的荷載－撓度曲線、內(nèi)外鋼管與混凝土的應(yīng)力應(yīng)變分布規(guī)律等；在模型基礎(chǔ)上，探討了核心混凝土強(qiáng)度等級(jí)、外鋼管壁厚、長(zhǎng)細(xì)比及偏心率等影響因素，對(duì)構(gòu)件力學(xué)性能及承載力的影響。最后，基于統(tǒng)一強(qiáng)度理論，推出圓中空夾層鋼管混凝土軸心受壓短柱、軸心受壓長(zhǎng)柱和小偏