不銹鋼管-混凝土-鋼管中空夾層組合結(jié)構(gòu)抗彎力學(xué)性能研究.pdf

1、不銹鋼管-混凝土-鋼管中空夾層組合結(jié)構(gòu)是在傳統(tǒng)的中空夾層鋼管混凝土的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型組合結(jié)構(gòu)。該類(lèi)結(jié)構(gòu)不僅繼承了傳統(tǒng)中空夾層鋼管混凝土的承載力高、塑性和韌性高、耐火性能好、截面抗彎剛度大、自重輕等優(yōu)點(diǎn)，而且由于外鋼管材料為不銹鋼，因而還具有較好耐腐蝕、耐久性等優(yōu)點(diǎn)，可以廣泛的應(yīng)用于對(duì)抗腐能力要求較高的跨海橋梁結(jié)構(gòu)和海洋平臺(tái)等結(jié)構(gòu)中。本文采用試驗(yàn)研究和有限元理論分析手段對(duì)不銹鋼管-混凝土-鋼管中空夾層組合結(jié)構(gòu)的抗彎力學(xué)性能進(jìn)行了系

2、統(tǒng)地研究，對(duì)其破壞形態(tài)、破壞機(jī)理進(jìn)行了研究，并開(kāi)展了系統(tǒng)的參數(shù)分析，根據(jù)參數(shù)分析的結(jié)果，提出了該類(lèi)結(jié)構(gòu)在純彎荷載作用下截面抗彎承載力實(shí)用計(jì)算方法。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容有:
　　(1)以不銹鋼管-混凝土-鋼管中空夾層組合結(jié)構(gòu)的剪跨比和空心率為主要變化參數(shù)，開(kāi)展了其抗彎性能的試驗(yàn)研究。利用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄了受力全過(guò)程的荷載、位移、應(yīng)變隨時(shí)間的變化關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果表明:不銹鋼管-混凝土-鋼管中空組合試件在純彎荷載作用下表現(xiàn)為延性

3、破壞;試件的剪跨比越大，則受彎承載力越小;當(dāng)空心率不大于0.70時(shí)，隨試件空心率的增加，其抗彎承載力增大;當(dāng)空心率大于0.7時(shí)，隨著試件空心率的增加，其抗彎承載力逐漸減小。
　　(2)利用ABAQUS有限元軟件對(duì)不銹鋼管-混凝土-鋼管中空夾層組合結(jié)構(gòu)的抗彎性能進(jìn)行了有限元的理論分析，有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果很好的吻合，所有試件極限抗彎承載力的試驗(yàn)結(jié)果與有限元理論分析結(jié)果比值的平均值為0.986，標(biāo)準(zhǔn)差為0.083，即有限元理論分析

4、結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果偏差較小，且數(shù)據(jù)離散性不明顯。
　　(3)利用驗(yàn)證后的有限元分析模型開(kāi)展了其試件受彎全過(guò)程的外鋼管、內(nèi)鋼管、混凝土的應(yīng)力分布情況的研究，得到了不銹鋼管-混凝土-鋼管中空夾層組合結(jié)構(gòu)在純彎荷載作用下的工作機(jī)理。
　　(4)以剪跨比、空心率、混凝土強(qiáng)度、名義含鋼率和內(nèi)管徑厚比為變化參數(shù)，利用正交試驗(yàn)原理設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)，采用有限元分析方法對(duì)正交表中的試驗(yàn)進(jìn)行模擬分析，利用方差分析法對(duì)正交試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行處理，得到各因素對(duì)不