橢圓形鋼管混凝土短柱軸壓及偏壓力學性能研究.pdf

1、鋼管混凝土具有承載力高、施工速度快、抗震性能好等優(yōu)點，目前應用已經(jīng)非常廣泛。橢圓形鋼管混凝土除具有鋼管混凝土的優(yōu)點外，由于橢圓形鋼管混凝土截面為流線形且截面長短軸比可根據(jù)需要進行適當調(diào)整，使該類構(gòu)件具有流阻較小而抗彎能力相對較強等特點。本文針對橢圓形鋼管混凝土短柱的軸壓和偏壓力學性能展開試驗研究和有限元分析，主要內(nèi)容如下：
　?。?）試驗研究了18個橢圓形鋼管混凝土軸壓短柱試件、4個橢圓形鋼管混凝土偏壓短柱試件以及3個橢圓形空鋼管

2、軸壓試件。試驗中考慮了截面長短軸之比、含鋼率及荷載偏心對試件承載力的影響。試驗結(jié)果表明：截面長短軸之比對承載力影響顯著，截面長短軸之比 a/b越大，試件承載力和延性越低；含鋼率對試件承載力影響顯著，含鋼率越大，試件承載力越高，且延性越好；偏心距越大，試件承載力越低；對于鋼管混凝土試件，在達到峰值荷載的90％以前，鋼管一般不會出現(xiàn)局部屈曲，對于空鋼管試件則為峰值荷載的70%。
　?。?）基于ABAQUS軟件建立了橢圓形鋼管混凝土短柱

3、在軸壓荷載和偏壓荷載作用下的有限元分析模型。首先確定了適用于橢圓形鋼管混凝土中鋼管與核心混凝土的本構(gòu)關(guān)系，考慮了單元類型、網(wǎng)格劃分、鋼管與混凝土的界面接觸及鋼管對核心混凝土的約束效應等關(guān)鍵問題，并利用本文試驗及收集到的相關(guān)試驗數(shù)據(jù)對所建立的有限元模型進行了驗證。在此基礎(chǔ)上，進行參數(shù)影響分析，重點研究了截面長短軸之比、含鋼率、偏心率等參數(shù)對橢圓形鋼管混凝土短柱基本靜力性能的影響規(guī)律。研究表明，截面長短軸之比對構(gòu)件的承載力影響顯著，在設(shè)計公

4、式中應加以考慮。
　?。?）利用中國規(guī)范GB50936、歐洲規(guī)范EC4和學者Kojiro建議的方法計算了橢圓形鋼管混凝土短柱的承載力，并與相關(guān)試驗結(jié)果進行了對比。結(jié)果表明，GB50936規(guī)范可較好的預測橢圓形鋼管混凝土軸壓短柱的承載力，而EC4規(guī)范中的簡單疊加法對試件承載力預測較低，EC4規(guī)范中針對圓鋼管混凝土柱的方法和Kojiro建議的方法顯著偏高。GB50936規(guī)范建議的壓彎承載力計算方法對承載力預測偏低，基于試驗結(jié)果，提出了