新型中空夹层混凝土组合结短柱轴压力学性能试验研究和理论分析

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1、分类号密级大原理工大学硕士学位论文新型中空夹层混凝土组合结短柱轴压力学题性能试验研究和理论分析英文并列题目研究生姓名段振凯号专业：建筑与土木工程研究方组合结构师姓王名：畐教授十、称：学位授予单位：太原理工大学论文提交日期地址：山西太原太原理工大学声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，虫立进研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：雜日期：她关于学位论文使用权的说

2、明本人完全了解太原理工大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。签名：粋化日期：导师签名：日期：太原理工大学硕士学位论文新型中空夹层混凝土组合结构短柱轴压力学性能试驗研究和理论分析摘要组合结构由于在受力过程中可充分发挥各组成材料力学性能，而被广泛用于实际工程。其中，中空夹层钢管混

3、凝土组合是近些年来备受关注的一种钢一混凝土组合结构形式；其截面由两个同心钢管和钢管夹层之间的混凝土组成。近些年，随着不绣钢和等材料在土木工程领域的使用，特别是在一些对防腐要求较高工业建筑和海洋结构工程中的广泛使用，出现了用不锈钢管或材料代替中空夹层钢管混凝土结构外层钢管的新型中空夹层混凝土组合结构。目前，已针对中空夹层钢管混凝土结构开展了其在静载、动载、耐久性、施工荷载等工况下力学性能的研宄，但对新型中空夹层混凝土组合结构的研宄还处于起步阶段。因此，本文以不锈钢管混凝土钢管组合短柱和混凝土钢管中空夹层组合短柱为研宄对象，开展了其轴压力学性能的研宄

4、。主要内容包括：利用太原理工大学结构实验室压力机进行根新型中空夹层混凝土组合短柱的试验研宄，其中，包括根不锈钢管混凝土钢管组合短柱和根混凝土钢管组合短柱。试验过程中采用位移计测试件的轴向压缩变形，釆用应变片测得试件中部纵向应变和横向应变，通过静态应变仪和计算机读取数据。在不锈钢管混凝太原理工大学硕士学位论文土钢管组合短柱轴压试验中主要以截面空心率为变化参数；在混凝土钢管组合短柱轴压试验中主要以外包的层数为变化参数。试验结果表明，不锈钢管混凝土钢管组合短柱的破坏始于不朽钢管的局部屈曲，表现出良好的塑性变形能力；混凝土钢管组合短柱的破坏始于外包的开裂

5、，并在其达到极限承载力后迅速丧失承载能力。利用计算软件，建立了不锈钢管混凝土钢管组合短柱和混凝土钢管组合短柱在轴压荷载作用下的有限元理论分析模型。在分析模型中定义了各组成材料的本构和接触算法等，并将有限元计算的结果和试验结果对比，以验证理论计算模型的正确性。利用验证后的理论分析模型，依据正交试验原理，开展了系统的参数分析，讨论了各变化参数对新型中空夹层组合短柱轴压力学性能的影响规律和敏感性。其中，不锈钢管混凝土钢管组合短柱的变化参数包括：名义含钢率、空心率、混凝土强度和内管径厚比；混凝土钢管组合短柱的变化参数包括：层数、空心率、混凝土强度和内管径

6、厚比。在参数分析的基础上，分别给出了不锈钢管混凝土钢管组合短柱和混凝土钢管组合短柱的极限轴压承载力实用计算方法。关键词：新型中空夹层混凝土组合结构，，不锈钢，有限元分析，参数分析，实用计算方法太原现〗大学硕士学位论义，、、太原理工大学硕士学位论文。；、、、太原川人学帧学位论义、、、太原理工大学硕士学位论文目录摘要符号说明第一章绪论中空夹层钢管混凝土概述不锈钢在土木工程中的应用现状在土木工程中的应用现状新型中空夹层混凝土组合结构的提出和研宄现状新型中空夹层混凝土的提出：相关课题研究本文研宄内容第二章新型中空夹层混凝土短柱轴压试验弓胃不锈钢管混凝土钢

7、管组合短柱轴压性能研宄试验職试验装置测量内容及測点布置加载制度和试验流程试验结果试验结果分析混凝土钢管组合短柱轴压性能研宄试验概况试验装置测量内容及測点布置加载制度试验结果太原理工大学硕士学位论文试验结果分析本章小结第三章有限元理论分析弓丨言有限元程序简介不锈钢管混凝土钢管组合短柱有限元分析材料本构单元选取接触设置边界条件和加载设置分析布设置网格划分有限元求解算法有限元模型验证混凝土钢管组合短柱有限元分析材料本构单元选取接触设置边界条件和加载设置分析布设置网格划分有限元求解算法有限元模型验证本章小结第四章参数分析与实用计算方法正交试验原理不锈钢管

8、一混凝土一钢管中空夹层组合短柱参数分析参数分析工况参数分析结果全过程分析太原理工大学硕士学位论文参数定量分析实用计算方法—混凝土一钢管中