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1、碩士學(xué)位論文橢圓形鋼管混凝土短柱軸壓及偏壓力學(xué)性能研究BEHAVIORSOFAXIALLYLOADEDANDECCENTRICALLYLOADEDCONCRETEFILLEDELLIPTICALHOLLOWSECTIONS郭曉松哈爾濱工業(yè)大學(xué)2015年7月國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TU398.9學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：624.07密級(jí)：公開工學(xué)碩士學(xué)位論文橢圓形鋼管混凝土短柱軸壓及偏壓力學(xué)性能研究碩士研究生：郭曉松導(dǎo)師：楊華教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)碩士學(xué)科：結(jié)構(gòu)工程所在單位：土木工程學(xué)院答辯日期：2015年7月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TU398.9U.D.C:6
2、24.07DissertationfortheDegreeofMasterinEngineeringBEHAVIORSOFAXIALLYLOADEDANDECCENTRICALLYLOADEDCONCRETEFILLEDELLIPTICALHOLLOWSECTIONSCandidate：GuoXiaosongSupervisor：Prof.YangHuaAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：StructuralEngineeringAffiliation：SchoolofCivilEngineeringDateofDefe
3、nce：July,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要鋼管混凝土具有承載力高、施工速度快、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)，目前應(yīng)用已經(jīng)非常廣泛。橢圓形鋼管混凝土除具有鋼管混凝土的優(yōu)點(diǎn)外，由于橢圓形鋼管混凝土截面為流線形且截面長(zhǎng)短軸比可根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使該類構(gòu)件具有流阻較小而抗彎能力相對(duì)較強(qiáng)等特點(diǎn)。本文針對(duì)橢圓形鋼管混凝土短柱的軸壓和偏壓力學(xué)性能展開試驗(yàn)研究和有限元分析，主要內(nèi)容如下：（1）試驗(yàn)研究了18個(gè)橢圓形鋼管混凝土軸壓短柱試件、4個(gè)橢圓形鋼管混凝土偏壓短柱試件以及3個(gè)橢圓形空鋼管軸壓試件。試驗(yàn)中考慮了截
4、面長(zhǎng)短軸之比、含鋼率及荷載偏心對(duì)試件承載力的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：截面長(zhǎng)短軸之比對(duì)承載力影響顯著，截面長(zhǎng)短軸之比a/b越大，試件承載力和延性越低；含鋼率對(duì)試件承載力影響顯著，含鋼率越大，試件承載力越高，且延性越好；偏心距越大，試件承載力越低；對(duì)于鋼管混凝土試件，在達(dá)到峰值荷載的90%以前，鋼管一般不會(huì)出現(xiàn)局部屈曲，對(duì)于空鋼管試件則為峰值荷載的70%。（2）基于ABAQUS軟件建立了橢圓形鋼管混凝土短柱在軸壓荷載和偏壓荷載作用下的有限元分析模型。首先確定了適用于橢圓形鋼管混凝土中鋼管與核心混凝土的本構(gòu)關(guān)系，考慮了單元類型、網(wǎng)格劃分、鋼管與混凝土的界面接觸及鋼管對(duì)核心混凝土的約束效應(yīng)等關(guān)鍵問題，并利
5、用本文試驗(yàn)及收集到的相關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)所建立的有限元模型進(jìn)行了驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行參數(shù)影響分析，重點(diǎn)研究了截面長(zhǎng)短軸之比、含鋼率、偏心率等參數(shù)對(duì)橢圓形鋼管混凝土短柱基本靜力性能的影響規(guī)律。研究表明，截面長(zhǎng)短軸之比對(duì)構(gòu)件的承載力影響顯著，在設(shè)計(jì)公式中應(yīng)加以考慮。（3）利用中國(guó)規(guī)范GB50936、歐洲規(guī)范EC4和學(xué)者Kojiro建議的方法計(jì)算了橢圓形鋼管混凝土短柱的承載力，并與相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明，GB50936規(guī)范可較好的預(yù)測(cè)橢圓形鋼管混凝土軸壓短柱的承載力，而EC4規(guī)范中的簡(jiǎn)單疊加法對(duì)試件承載力預(yù)測(cè)較低，EC4規(guī)范中針對(duì)圓鋼管混凝土柱的方法和Kojiro建議的方法顯著偏高。GB509
6、36規(guī)范建議的壓彎承載力計(jì)算方法對(duì)承載力預(yù)測(cè)偏低，基于試驗(yàn)結(jié)果，提出了修正的壓彎承載力計(jì)算公式。關(guān)鍵詞：軸壓；偏壓；橢圓形鋼管混凝土；短柱；承載力-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractTheconcrete-filledsteeltubularcolumn(CFST)hasbeenwidelyusedinpracticebecauseofthehighloadbearingcapacity,high-speedconstructionandgoodseismicperformance.Besidesofthis,theellipticalCFSTcolumnsalsoposses
7、slowflowresistanceandhighflexuralcapacity,owingtothestreamlinedappearanceandthepresenceofmajorandminoraxes.TheaxiallyloadedandeccentricallyloadedellipticalCFSTcolumnswerestudiedexperimentallyandnumeri
