钢管混凝土柱抗压抗剪承载力分析

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钢管混凝土有较高的承载力和良好的耐火性能,在上世纪60年代,钢管混凝土开始引入我国,其发展极为迅速。尽管我国已将钢管混凝土结构列入了国家科学发展规划,国家建设部也先后颁布了《钢管混凝土结构设计与施工规程》(CECS28:90)、《高强混凝土结构技术规程》(CECS104:99)等,但是钢管混凝土的研究工作一直没有停止,其理论体系还不够成熟完善,有待进一步研究。  目前,钢管混凝土柱抗压承载力的主要设计方法包括:套箍指数设计法、强度增值设计法和应用钢管混凝土统一理论的组合强度设计法。这些方法考虑问题的方式不同,在理论承载力计算上有较大差别。为此国内外研究人员在试验的基础上提出了一些承载力计算理论,并为各国现行的设计规范和规程所采用,但各方面之间存在较大差异。因而,钢管混凝土柱的抗压抗剪研究对于工程应用具有重要意义。  本文以钢管混凝土柱为研究对象,首先分析了钢管混凝土柱的抗压承载力理论,三种理论最大的区别在于如何考虑钢管对混凝土的约束作用,本文利用有限元ANSYS软件进行非线性分析,结合试验数据,对比分析这三种抗压承载力理论。与其他两种方法相比,套箍指数法受约束效应系数的影响较大,当约束效应系数在1.0左右时,套箍指数法跟其他方法的承载力相差不大,随着约束效应系数的增大,该法的承载力增加很快,要明显高于强度增值法和组合强度法。  其次,本文讨论了各国的规范和规程中的抗压承载力理论,这些理论之间有着较大的差异,结合试验数据,利用各规程中抗压承载力理论计算构件的最大承载力,分析发现这些规程都是相对保守的。  目前,钢管混凝土柱抗剪研究还不成熟,体系还不完善,本文最后分析了钢管混凝土柱的抗剪承载力理论,研究了约束效应系数、轴压比、剪跨比对钢管混凝土柱抗剪的影响,并结合现有的试验数据计算了构件的抗剪承载力,对比了现有的一些抗剪研究成果,推荐了与实际符合较好的钢管混凝土柱抗剪计算公式,为工程应用提供一定的理论依据。
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