L形截面方钢管混凝土组合异形柱压弯性能研究

作     者：李凤彬 

作者单位：新疆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张广泰

授予年度：2014年

学科分类：08[工学] 081402[工学-结构工程] 081304[工学-建筑技术科学] 0813[工学-建筑学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：方钢管混凝土 异形柱 压弯试验 有限元 极限承载力 

摘      要：方钢管混凝土组合异形柱作为一种新型结构形式，不仅可以节省建筑空间、美化室内环境，还拥有较好抗震、抗弯性能。但是，目前目前对于方钢管混凝土组合异形柱压弯受力性能的研究还比较少，现有的钢管混凝土计算方法是否符合还有待验证，因此有必要对其压弯性能进行试验研究。本文通过压弯试验、有限元数值模拟和理论分析，对L形截面方钢管混凝土组合异形柱的极限承载力和压弯稳定性进行了研究。完成的主要工作和取得的主要成果主要有： （1）LCFT柱压弯试验研究：对不同压弯荷载作用点的3个LCFT柱进行了压弯试验研究（其中中肢受压、边肢受压、两边肢受压各一个），了解不同柱肢受力情况下LCFT柱的受力性能和极限承载力。通过试验得到了荷载-位移曲线、单肢挠度曲线、荷载-应变曲线分析了试件压弯破坏全过程情况。 （2）LCFT柱的ANSYS数值模拟：建立了ANSYS有限元模型，并分析了其荷载-位移曲线、变形图、应力云图，结果表明，有限元模型和试验数据吻合良好。 （3）LCFT柱压弯承载力理论研究：通过缀板模型和缀条模型叠加的方法推导了LCFT换算长细比的计算公式;利用规程公式对试验试件单向压弯承载力进行了验算，结果表明,LCFT柱的压弯承载力计算不应采用格构式柱的计算方式，而应采用整体式柱的计算方式;双向压弯方面，由于L形异形柱的压弯性能各向差异性比较大，利用规程公式计算其双向压弯承载力有较大的偏差，本文通过有限元数值模拟建立了Mx/Mmax-My/Mmax相关曲线，得到了双向压弯承载力和单向压弯承载力间的关系式，从而得到了其双向压弯计算方法。