鋼管混凝土約束機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程中的相互作用，即鋼管對混凝土的約束作用使混凝土處于復雜應力狀態(tài)之下，從而使混凝土的強度得以提高，塑性和韌性性能大為改善。本文的工作圍繞以下幾點展開： 1.對鋼管混凝土中鋼管和核心混凝土之間相互作用力的產(chǎn)生過程進行了分析研究，根據(jù)“鋼管混凝土中混凝土的泊松比μc超過了鋼材的泊松比μs時，鋼管混凝土中便會產(chǎn)生緊箍力”這一性質，總結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、針對每一階段推導出了產(chǎn)生緊箍力時計算施加荷載的公式，并結合文獻中的試驗對鋼管混凝土的約束機理做了進一步的分析，總結出了鋼管混凝土中產(chǎn)生緊箍力時的縱向應變隨鋼管屈服強度和核心混凝土強度的變化規(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鋼管混凝土中長柱發(fā)生彈塑性屈曲時的極限承載力計算公式進行了理論推導，并用文獻中的試驗數(shù)據(jù)進行了理論驗證，理論值和試驗值吻合良好，從而證明了理論公式的正確性，可為工程設計和施工提供一定的

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，對文獻中的試件進行了有限元分析，并與試驗結果進行了對比，有限元分析結果與試驗結果吻合良好，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)和正交設計法對鋼管混凝土軸壓短柱承載力的敏感性因素進行了分析，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度，其次是約束效應系數(shù)