考虑环向脱空影响的椭圆钢管混凝土短柱轴压性能研究
椭圆钢管混凝土由于其力学性能优越,近年来被广泛应用于实际工程中,然而目前相关研究及设计均未考虑其脱空缺陷问题.为此,设计并制作10个带环向脱空椭圆钢管混凝土短柱,并通过轴压试验研究钢材强度和脱空率对其破坏形态、轴压强度、初始刚度及延性的影响规律,获得带环向脱空椭圆钢管混凝土轴压短柱的典型荷载-位移曲线和脱空影响特征.试验研究结果表明:环向脱空使钢管缺乏混凝土支撑作用而产生局部内凹及鼓曲,而约束作用的削弱造成混凝土出现脆性压溃和斜剪面破坏,进而导致试件的承载力、刚度和延性显著降低.环向脱空缺陷(脱空率在2.1％～6.5％)导致椭圆钢管混凝土短柱轴压承载力下降20.6％～34.5％,初始刚度下降10.8％～17.8％,位移延性系数下降8.0％～30.4％.利用ABAQUS有限元分析软件建立带环向脱空椭圆钢管混凝土轴压短柱有限元模型,并基于试验结果对模型进行验证;在试验结果基础上,利用有限元模型研究了材料与几何等参数对其轴压性能的影响,明确环向脱空缺陷对椭圆钢管-混凝土界面接触应力的影响.分析结果表明,随着脱空率的增大,椭圆钢管混凝土轴压承载力和初始刚度明显减小,但当脱空率大于0.5％时,降幅不再显著.提出了带环向脱空椭圆钢管混凝土短柱轴压承载力计算公式,并与试验和有限元参数分析结果进行对比分析,验证了该式计算结果具有较高的准确性,可为带环向脱空椭圆钢管混凝土构件的理论研究和设计提供参考.
椭圆钢管混凝土、短柱、环向脱空、轴压试验、有限元分析、轴压性能
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TU398.9;TU317.1(建筑结构)
国家自然科学基金;中央高校基本科研业务费专项;中央高校基本科研业务费专项
2023-03-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
共14页
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