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1、碩士學(xué)位論文箍筋約束圓鋼管混凝土柱力學(xué)性能研究RESEARCHONMECHANICALPROPERTIESOFCIRCULARCONCRETE-FILLEDSTEELCOLUMNSCONFINEDBYHOOPSBASEDONNUMERICALSIMULATION杜長銳哈爾濱工業(yè)大學(xué)2015年12月國內(nèi)圖書分類號：TU375.3學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：624密級：公開工程碩士學(xué)位論文箍筋約束圓鋼管混凝土柱力學(xué)性能研究碩士研究生：杜長銳導(dǎo)師：傅學(xué)怡教授申請學(xué)位：工程碩士學(xué)科：建筑與土木工程所在單位：深圳研究生院答辯日期：2015年12月授予學(xué)位
2、單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TU375.3U.D.C:624DissertationfortheMaster’sDegreeofEngineeringRESEARCHONMECHANICALPROPERTIESOFCIRCULARCONCRETE-FILLEDSTEELCOLUMNSCONFINEDBYHOOPSBASEDONNUMERICALSIMULATIONCandidate：DuChangruiSupervisor：Prof.FuXueyiAcademicDegreeAppliedfor：Master’sDegreeof
3、EngineeringSpeciality：ArchitecturalandCivilEngineeringAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：December,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘要近年來，鋼管混凝土柱構(gòu)件在高層建筑結(jié)構(gòu)中廣泛使用，是因?yàn)殇摴艿拇嬖诟纳屏藘?nèi)部混凝土材料的塑性和韌性，同時鋼管在施工中充當(dāng)了混凝土澆筑的模板，從而大大加快了施工進(jìn)度；而且由于鋼管內(nèi)混
4、凝土的存在，避免或延緩了鋼管局部屈曲的發(fā)生，二者共同作用使得構(gòu)件的承載力獲得了大大的提高。但任何事物并非完美無缺，近年來的研究表明，影響鋼管混凝土受力性能的因素之一是鋼材和混凝土材料泊松比的不一致，影響了鋼管和混凝土在彈性階段的的粘結(jié)作用力，從而直接削弱了鋼管對內(nèi)部混凝土的環(huán)箍效應(yīng)，使得鋼管混凝土的強(qiáng)度和彈性模量降低，尤其對于那些鋼管高強(qiáng)混凝土和鋼管超強(qiáng)混凝土使得在彈性階段初期就發(fā)生局部屈曲，其結(jié)果導(dǎo)致了承載能力的降低。為充分保證彈性階段鋼管對混凝土的環(huán)箍效應(yīng)，國內(nèi)外學(xué)者對這方面的研究不斷深入，最近香港大學(xué)的兩位學(xué)者提出了一種新型的鋼管混凝土柱—箍筋約
5、束圓鋼管混凝土柱，據(jù)已有的實(shí)驗(yàn)和理論計(jì)算結(jié)果分析，該種形式的鋼管混凝土柱解決了上述問題，并在很大程度上提升了構(gòu)件的靜力性能，且這種安裝方法較為簡單，易滿足現(xiàn)場的實(shí)際施工條件。本文采用三向應(yīng)力狀態(tài)下混凝土的破壞準(zhǔn)則和鋼材的第四強(qiáng)度理論，并引入箍筋對核心混凝土的套箍系數(shù)，推導(dǎo)出箍筋約束圓鋼管混凝土短柱的軸壓承載力計(jì)算公式，計(jì)算結(jié)果較其他的方法更接近實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。通過有限元模擬軟件ABAQUS分析了在軸壓、偏壓及壓彎荷載作用下箍筋約束圓鋼管混凝土柱的靜力性能，并分別對軸壓柱進(jìn)行了混凝土強(qiáng)度等級、徑厚比、箍筋配箍率的參數(shù)影響分析；而壓彎柱則考慮了不同偏心距（或壓應(yīng)
6、力比）、長細(xì)比對箍筋約束圓鋼管混凝土柱的力學(xué)性能方面的影響分析。在最后章節(jié)通過模擬焊接熱源，使用間接耦合法，得出在焊接過程中構(gòu)件的溫度場和應(yīng)力場的變化情況，最后還考慮了焊接殘余應(yīng)力對構(gòu)件承載力的影響，結(jié)果表明焊接殘余應(yīng)力對構(gòu)件的承載力影響并不明顯。關(guān)鍵詞：鋼管混凝土；箍筋；受力性能；ABAQUS；焊接殘余應(yīng)力-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文AbstractInrecentyears,concretefilledsteeltubehavebeenwidelyusedincolumnconstructionoftallbuildings,duetoit
7、ssuperiorstrengthandductilityperformancecontributedbythecompositeaction.Moreover,thesteeltubecanserveasformworkforconcreting,whichresultsinsavingtheconstructioncostandshorteningtheconstructioncycletime.Also,byconfiningtheconcretewiththesteeltube,localbucklingofsteeltubecanbeprev
8、entedoratleastdelayedbythecoreconcreteandthecor
