鋼管混凝土約束機(jī)理的研究及有限元分析.pdf

1、鋼管混凝土利用鋼管和混凝土兩種材料在受力過(guò)程中的相互作用，即鋼管對(duì)混凝土的約束作用使混凝土處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)之下，從而使混凝土的強(qiáng)度得以提高，塑性和韌性性能大為改善。本文的工作圍繞以下幾點(diǎn)展開(kāi)： 1.對(duì)鋼管混凝土中鋼管和核心混凝土之間相互作用力的產(chǎn)生過(guò)程進(jìn)行了分析研究，根據(jù)“鋼管混凝土中混凝土的泊松比μc超過(guò)了鋼材的泊松比μs時(shí)，鋼管混凝土中便會(huì)產(chǎn)生緊箍力”這一性質(zhì)，總結(jié)了用于判斷緊箍力產(chǎn)生于鋼管混凝土工作的哪一階段的判斷方法，并

2、針對(duì)每一階段推導(dǎo)出了產(chǎn)生緊箍力時(shí)計(jì)算施加荷載的公式，并結(jié)合文獻(xiàn)中的試驗(yàn)對(duì)鋼管混凝土的約束機(jī)理做了進(jìn)一步的分析，總結(jié)出了鋼管混凝土中產(chǎn)生緊箍力時(shí)的縱向應(yīng)變隨鋼管屈服強(qiáng)度和核心混凝土強(qiáng)度的變化規(guī)律。 2.根據(jù)“鋼管混凝土統(tǒng)一理論”，用組合切線模量理論對(duì)鋼管混凝土中長(zhǎng)柱發(fā)生彈塑性屈曲時(shí)的極限承載力計(jì)算公式進(jìn)行了理論推導(dǎo)，并用文獻(xiàn)中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了理論驗(yàn)證，理論值和試驗(yàn)值吻合良好，從而證明了理論公式的正確性，可為工程設(shè)計(jì)和施工提供一定的

3、理論依據(jù)。 3.利用有限元程序(ANSYS)建立了鋼管混凝土軸壓短柱的有限元模型，對(duì)文獻(xiàn)中的試件進(jìn)行了有限元分析，并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比，有限元分析結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好，從而證明了ANSYS程序可以很好的用于鋼管混凝土軸壓短柱試件的有限元分析。 4.利用有限元程序(ANSYS)和正交設(shè)計(jì)法對(duì)鋼管混凝土軸壓短柱承載力的敏感性因素進(jìn)行了分析，得出影響鋼管混凝土軸壓短柱承載力的最主要因素是核心混凝土的強(qiáng)度，其次是約束效應(yīng)系數(shù)