含缺陷钢管混凝土轴压短柱力学性能研究

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钢管混凝土柱因具有高承载力,韧性、塑性、耐火性能好,施工方便,经济效益突显等优异性能被广泛应用于实际工程。钢管混凝土柱一般是在钢管内部浇筑混凝土被作为受压构件,钢管除了裸露在外部环境中就不可避免的产生腐蚀微小孔外,在实际工程中柱与梁搭接节点区需要在钢管混凝土柱上开孔。当钢管会出现孔洞缺陷,对钢管混凝土柱受压性能的影响是不可忽略的。因此对钢管混凝土柱外包钢出现孔洞缺陷后轴压力学性能的研究具有重要的科学意义和社会意义。  本文对开槽有缺陷和无缺陷共18根钢管混凝土短柱进行轴压力学性能试验研究和理论分析,并在试验的基础上利用ABAQUS大型有限元软件对其进行数值模拟计算分析,研究的内容主要有:  (1)以不同开槽长度,方向,混凝土强度,钢管壁厚对开槽后钢管混凝土短柱和未开槽钢管混凝土短柱进行轴压承载力影响试验研究。通过试验研究开槽后柱的荷载位移关系曲线、工作性能和破坏形态,并与未开槽试件进行对比,得出开槽后随着开槽长度,开槽角度,混凝土强度及钢管壁厚对试件的影响规律。  (2)借以试验研究,考虑环向、纵向开槽长度以及开槽角度变化对承载力的影响,并根据国内对钢管混凝土强度承载力设计规程对无缺陷后试件承载力公式进行折减,得出有孔洞缺陷后试件的承载力计算公式。  (3)利用 ABAQUS有限元软件进行数值模拟分析,得出开槽后柱的极限承载力,观察其破坏形态并与试验结果进行对比,以及开槽处核心混凝土的应力变化情况。
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