配筋钢管混凝土构件静力与动力性能研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kevin_dai
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钢管混凝土构件因其良好的受力性能已经非常广泛地应用于多、高层及大跨结构中。近年来,由于其具有良好的抗火性能,配筋钢管混凝土构件也开始逐渐应用到多、高层建筑中,但是对配筋钢管混凝土构件在常温下的静力性能与动力性能的研究尚不多,因此本文从理论分析、有限元模拟及试验验证三个方面开展了对配筋钢管混凝土构件常温下的静力性能与延性系数的研究。通过配筋钢管混凝土中各个部分材料的受力性能的研究,发现纵筋受力状态与之在钢筋混凝土结构中无异,提出了将配筋钢管混凝土构件等效为增配箍筋的钢管混凝土与纵筋两部分叠加的方法。将增配箍筋的核心混凝土等效为具有同等强度的素混凝土,再按照钢管混凝土“统一理论”的方法计算等效钢管素混凝土的组合强度。利用叠加原理,将纵筋的轴压承载力与等效钢管素混凝土的轴压承载力叠加即得到配筋钢管混凝土构件的轴压承载力。通过钢管混凝土构件的受弯承载力公式求得构件截面的中和轴的位置,然后计算出纵筋的抗弯承载力,再叠加等效钢管混凝土构件的抗弯承载力即可得到配筋钢管混凝土构件的抗弯承载力公式。基于ABAQUS有限元软件参数分析的基础上,确定了三种试验参数,开展了13根配筋钢管混凝土短柱与4根配筋钢管混凝土长柱的轴压试验,其中包括钢管素混凝土短柱与长柱各一根。试验对比了配筋钢管混凝土轴压构件与钢管素混凝土轴压构件受力性能与破坏形态的不同,分析了配筋率、钢筋强度与箍筋配筋率对配筋钢管混凝土轴心受压短柱与长柱荷载-位移曲线的影响。并且利用有限元模拟与试验值一同验证了理论公式的合理性。根据瑞利-里兹法和极限平衡理论进行了配筋钢管混凝土压弯构件滞回性能的分析,修正了钢管素混凝土压弯构件荷载-位移曲线的骨架曲线模型,并且计算了压弯构件的位移延性系数。
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