發(fā)布時(shí)間：2020-11-12 15:51

　　 預(yù)應(yīng)力支撐式圓中空夾層鋼管混凝土柱是一種在圓中空夾層鋼管混凝土柱體外設(shè)置水平撐桿并通過(guò)鋼索施加預(yù)應(yīng)力形成的新型預(yù)應(yīng)力組合構(gòu)件。相比普通圓中空夾層鋼管混凝土柱,索撐體系的使用為柱身提供了側(cè)向彈性支撐,減小了柱的有效計(jì)算長(zhǎng)度,從而使構(gòu)件的穩(wěn)定承載力獲得顯著提高。而與預(yù)應(yīng)力撐桿柱相比,組合柱中混凝土可限制鋼管的局部屈曲,抗火性能也更好;最為重要的是,組合柱的承載力高于兩種材料承載力的簡(jiǎn)單相加,同等承載力水平下可有效減少鋼材用量,從而降低結(jié)構(gòu)整體造價(jià),經(jīng)濟(jì)性更好。鑒于預(yù)應(yīng)力撐桿柱的研究由來(lái)已久,工程應(yīng)用也越來(lái)越多,因此,預(yù)應(yīng)力支撐式圓中空夾層鋼管混凝土柱作為一種對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)、補(bǔ)足、提高的新型預(yù)應(yīng)力組合構(gòu)件,具有重要的研究?jī)r(jià)值和應(yīng)用前景。故本文針對(duì)預(yù)應(yīng)力支撐式圓中空夾層鋼管混凝土柱的軸壓力學(xué)性能進(jìn)行研究,具體內(nèi)容及成果如下:(1)基于有限元軟件ABAQUS建立了預(yù)應(yīng)力支撐式圓中空夾層鋼管混凝土柱的有限元模型,利用國(guó)內(nèi)外學(xué)者已完成圓中空夾層鋼管混凝土柱和預(yù)應(yīng)力撐桿柱的軸壓試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了所建立模型的可靠性,為預(yù)應(yīng)力支撐式圓中空夾層鋼管混凝土柱軸壓力學(xué)性能的有限元分析提供了依據(jù)。(2)利用已建立的有限元分析模型,分析了預(yù)應(yīng)力支撐式圓中空夾層鋼管混凝土柱對(duì)比預(yù)應(yīng)力撐桿柱的經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)勢(shì),以及采用不同金屬材料時(shí)的經(jīng)濟(jì)性差異。研究了預(yù)應(yīng)力索直徑、名義含鋼率、空心率、長(zhǎng)細(xì)比、支桿相對(duì)長(zhǎng)度、柱直徑、初始預(yù)應(yīng)力等參數(shù)對(duì)預(yù)應(yīng)力支撐式圓中空夾層鋼管混凝土柱軸壓性能的影響,同時(shí)與相同參數(shù)的預(yù)應(yīng)力撐桿柱進(jìn)行對(duì)比分析,驗(yàn)證參數(shù)分析結(jié)果的合理性并獲得新型預(yù)應(yīng)力組合構(gòu)件與傳統(tǒng)預(yù)應(yīng)力撐桿柱的差異。最后,討論了各參數(shù)對(duì)預(yù)應(yīng)力支撐式圓中空夾層鋼管混凝土柱軸壓性能的影響規(guī)律及建議取值。(3)分析了屈曲模式對(duì)穩(wěn)定承載力的影響,并引入剛度比?來(lái)判斷構(gòu)件的屈曲模式和結(jié)構(gòu)效率,綜合大量有限元計(jì)算結(jié)果,確認(rèn)?=2為構(gòu)件屈曲模式轉(zhuǎn)變的臨界值。推導(dǎo)了預(yù)應(yīng)力支撐式圓中空夾層鋼管混凝土柱軸壓穩(wěn)定承載力和最佳初始預(yù)應(yīng)力的線性計(jì)算公式;對(duì)比有限元計(jì)算結(jié)果,修正得到穩(wěn)定承載力實(shí)用計(jì)算公式以及實(shí)際最佳預(yù)應(yīng)力建議取值,提出了預(yù)應(yīng)力支撐式圓中空夾層鋼管混凝土柱實(shí)用設(shè)計(jì)方法。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TU398.9
【部分圖文】：

預(yù)應(yīng)力撐桿柱在國(guó)外的應(yīng)用

- 3 -c) 巴西里約三號(hào)搖滾體育場(chǎng)施工臨時(shí)支撐 d) 巴西里約三號(hào)搖滾體育場(chǎng)臨時(shí)支撐細(xì)節(jié)圖 1-3 預(yù)應(yīng)力撐桿柱在國(guó)內(nèi)外的應(yīng)用1.1.2 預(yù)應(yīng)力支撐式圓中空夾層鋼管混凝土柱的優(yōu)勢(shì)和研究意義雖然預(yù)應(yīng)力撐桿柱相比普通鋼管柱性能優(yōu)勢(shì)明顯，但是它也有一些不足之處。首先，作為承重構(gòu)件，為防止鋼管過(guò)早出現(xiàn)局部屈曲，鋼管柱需滿(mǎn)足一定的徑厚比，隨著設(shè)計(jì)荷載提高，鋼管厚度和截面尺寸就要相應(yīng)增加，用鋼量也會(huì)相應(yīng)提高，經(jīng)

圖 2-1 鋼材五段式應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，因構(gòu)件到達(dá)極限承載力時(shí)索的拉應(yīng)力時(shí)視為彈性，不考慮塑性發(fā)展。定義線膨只能受拉不能受壓。用塑性損傷模型，該模型可較好地模擬化。韓林海[53]提出了適用于 ABAQUS 有應(yīng)變關(guān)系模型，表達(dá)式如下：202 - 11( 1)x x xy xxx x 0 0x y ， ， 275 [0.25 ( 0.5) ] ' 0.50 c(2.36 10 ) ( f) 0.5 0.1
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5 肖建莊;沈宏波;黃運(yùn)標(biāo);;再生混凝土柱受壓性能試驗(yàn)[J];結(jié)構(gòu)工程師;2006年06期

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8 翟海寧;關(guān)于清水混凝土柱的施工要求[J];小城鎮(zhèn)建設(shè);1999年03期

9 安建利;周小真;姜維山;;鋼管混凝土柱壓彎剪試驗(yàn)與有限環(huán)層分析[J];西安建筑科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1987年04期

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本文編號(hào)：2880930