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钢管混凝土构件受力性能试验与有限元研究

发布时间:2018-01-07 18:14

  本文关键词:钢管混凝土构件受力性能试验与有限元研究 出处:《广西大学》2013年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 钢管混凝土拱肋 偏心受压 承载能力 数值模拟 极限平衡 理论 等效紧箍力


【摘要】:我国修建钢管混凝土拱桥起步虽较晚,但由于钢管混凝土构件优越的力学性能、美观、施工简便等优点,发展非常迅猛。钢管混凝土拱肋作为钢管混凝土拱桥的主要受力构件,其受力状态主要为轴心受压和偏心受压。本文根据钢管混凝土拱肋的受力特点,通过理论分析、模型试验和数值分析方法开展钢管混凝土的受力性能研究,主要的工作与结论如下: (1)通过设计并进行9个钢管混凝土构件的受压试验以及材料力学性能试验,研究其受力机理及破坏形态,分析了偏心率、混凝土强度、长径比等试验因子对钢管混凝土承载力等力学性能的影响,指出偏心率是影响钢管混凝土受力性能的主要因素,不同偏心率对该类构件套箍作用的发挥程度影响是显著的。 (2)利用钢筋和混凝土良好的变形协调性,提出了一种测试核心混凝土应变的方法,并对测试数据进行分析,揭示了钢管混凝土柱的截面应力应变发展规律。 (3)合理选取混凝土和钢管本构关系,对典型试验构件进行了受力全过程数值模拟,揭示了钢管混凝土的受力机理。在验证模型正确性的基础上,改变试件长径比参数,给出了钢管混凝土中长柱对承载力的折减系数表达式。 (4)基于极限平衡方法,推导了钢管混凝土轴心受压承载力公式。对于偏心受压试件,引入等效紧箍力的概念并结合极限平衡理论,给出了钢管混凝土偏心受压承载力表达式。将推导公式计算结果与本文试验结果相对比,两者吻合较好,可应用与工程实际。最后运用现有规范及理论进行计算,分析比较各规范对钢管混凝土承载力的差异。
[Abstract]:China's construction of CFST arch bridge was started late, but because of the mechanical properties of concrete filled steel tubular members, excellent appearance, has the advantages of simple construction, development is very rapid. The CFST arch rib as the main stress components of CFST arch bridge, its stress state is mainly axial and eccentric compression. Based on the concrete filled steel tube arch bridge the stress characteristic, through theoretical analysis, model test and numerical analysis method to carry out the research on mechanical properties of concrete filled steel tube, the main work and conclusion are as follows:
(1) the design and 9 concrete filled steel tube compression test and mechanical properties test, study the stress mechanism and failure modes, analyzes the eccentricity ratio, concrete strength, slenderness ratio effects of experimental factors on bearing capacity of concrete filled steel tube and other mechanical properties, pointed out that the eccentricity is the main factor affecting the mechanical performance concrete-filled steel tube, different eccentricity of the hoop components play the extent of the impact is significant.
(2) a method for testing the core concrete strain is put forward based on the good deformation compatibility between steel bar and concrete. The test data are analyzed, and the stress and strain development rule of the concrete filled steel tubular column is revealed.
(3) the reasonable selection of steel and concrete constitutive relationship of typical test components for the numerical simulation of the whole process of stress, the stress mechanism of concrete filled steel tube was revealed. Based on verifying the correctness of the model, changing the slenderness ratio parameters, given the long columns of capacity reduction the coefficient of expression.
(4) the limit equilibrium method based on force formula of axially compressed concrete filled steel tubular bearing is deduced. For eccentric compression specimens, introducing the concept of equivalent confining force and combined with the theory of limit equilibrium, bearing capacity of concrete filled steel tube under eccentric compression are studied. The formula calculation results and the test results are compared, both in good agreement, can application and engineering practice. Finally the use of existing norms and theoretical calculation, analysis of the difference between the two specifications on the bearing capacity of concrete filled steel tube.

【学位授予单位】:广西大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TU398.9

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本文编号:1393677

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