PBL加勁型方鋼管混凝土軸壓柱受力性能試驗研究.pdf

1、為改善鋼管混凝土界面力學性能、加強鋼管混凝土組合效應，提出了在鋼管混凝土內部增設PBL的概念，即PBL加勁型鋼管混凝土組合柱。本文在國家自然科學基金項目—PBL加勁型鋼管混凝土拱力學性能與設計方法研究(51178051)的資助下，對PBL加勁型方鋼管混凝土組合柱的軸壓受力性能和破壞機理進行了研究，并將其應用于方鋼管混凝土拱橋中，研究了其在力學性能方面的優(yōu)勢，為其在橋梁工程中的應用提供了依據。
　　論文主要研究內容和研究成果如下：<

2、br>　?。?）對方鋼管混凝土、設加勁肋方鋼管混凝土和PBL加勁型方鋼管混凝土共27根短柱進行了軸壓試驗，研究分析了構件的破壞模式、荷載位移曲線、荷載應變曲線等。研究結果表明：PBL加勁型方鋼管混凝土軸壓短柱的破壞模式與設加勁肋方鋼管混凝土軸壓短柱的破壞模式相似，但與方鋼管混凝土軸壓短柱的破壞模式存在明顯不同。PBL能夠參與全截面受力，能更有效的將荷載傳遞給混凝土，增強鋼混的共同作用；PBL加勁型方鋼管對核心混凝土的約束效應更強；在方鋼

3、管內部設加勁肋或者增設 PBL能有效提高方鋼管混凝土的承載力和軸壓剛度。
　?。?）采用有限元軟件ANSYS對軸壓短柱的受力全過程進行了仿真模擬分析，提出了修正后的核心混凝土應力應變關系，有限元計算結果與本文試驗結果吻合較好。根據計算結果，分析比較了不同截面形式的方鋼管混凝土軸壓短柱柱中截面核心混凝土和鋼管的應力分布規(guī)律，分析結果表明：孔內混凝土壓應力高于其余核心混凝土壓應力，PBL加勁型方鋼管混凝土的核心混凝土應力分布最不均勻；

4、隨著開孔孔徑的增大，鋼管壁板中部橫向應力呈現先增大后減小的趨勢。
　?。?）基于試驗數據，提出了適用于方鋼管混凝土軸壓短柱、設加勁肋方鋼管混凝土軸壓短柱和PBL加勁型方鋼管混凝土軸壓短柱的統(tǒng)一承載力計算公式和軸壓剛度計算公式，并與相關規(guī)范進行了比較，公式計算結果與試驗數據吻合較好。在此基礎上，對PBL加勁型方鋼管混凝土軸壓短柱進行了有限元參數分析，驗證了計算方法的可行性，提出了其設計方法。
　?。?）對5根PBL加勁型方鋼管

5、混凝土軸壓長柱進行了軸壓試驗研究。試驗之前，采用超聲波對內填混凝土的質量進行檢測，超聲波檢測結果表明：PBL與混凝土能夠有效的粘結在一起，混凝土澆筑質量良好。試驗結果表明：長細比是影響組合長柱軸壓受力性能的主要因素，提出了適用于 PBL加勁型方鋼管混凝土軸壓長柱抗彎剛度和長柱穩(wěn)定承載力的實用計算方法，與試驗結果吻合較好。
　?。?）將PBL應用于一座方鋼管混凝土拱橋中，分析了PBL對方鋼管混凝土拱橋力學性能的影響，研究結果表明：在