圆钢管约束钢筋混凝土压弯构件抗震性能试验研究

钢管混凝土结构构件抗震能力的研究与优化由于地震的频繁发生，钢管混凝土结构的抗震能力备受关注。

在构件的设计和优化方面，有各种方法和技术可以利用来提高其抗震能力。

本文将探讨一些研究和优化方法，以提高钢管混凝土结构构件的抗震能力。

首先，钢管混凝土结构中的钢管表现出了优异的抗震能力，因为它们可以承受很大的压力和剪力，即使在较大的位移下也不会断裂或破坏。

相比之下，混凝土在弯曲和剪切力下的抗力较小。

因此，运用钢管混凝土增强构件的抗震能力已成为一种广泛应用的方法。

其次，在钢管混凝土构件中采用预应力钢筋同样可以提高其抗震能力。

通过在钢管混凝土中引入预应力钢筋，可以控制构件的形变和破坏，从而增加抗震能力。

此外，预应力钢筋强度高，可增加构件的刚度和强度，减少位移和破坏。

此举有助于改善构件的力学性能，提高其抗震性能。

第三，金属衬板的使用也是提高钢管混凝土结构构件抗震能力的方法之一。

金属衬板通过强化混凝土外表面来提高其抗震能力。

金属衬板具有很高的刚度和强度，可以承受很大的压力、剪力和弯曲力。

此举可增加构件的整体刚度和强度，提高其抗震能力。

不过，在使用金属衬板时，必须注意其与钢管混凝土之间的粘结问题，以确保整个结构的稳定性。

最后，纤维增强复合材料(FRP)的应用也是一种成熟的方法来提高钢管混凝土结构构件的抗震能力。

FRP具有轻重量比高、强度高、耐腐蚀性高等特点，它的应用可以增加钢管混凝土结构构件的自重，从而提高其频率和抗震性能。

同时，FRP的使用可以增加钢管混凝土结构构件的韧性，防止其在受到地震荷载时出现严重破坏。

总之，针对钢管混凝土结构构件的抗震能力，我们可以采用多种方法和技术来进行研究和优化。

这些方法和技术可以分别或者同时应用，以提高钢管混凝土结构构件的整体抗震性能，保障建筑的安全性。

圆端形钢管混凝土偏压试验研究的开题报告一、研究背景及意义钢混凝土组合结构是现代工程领域的重要结构形式之一，其应用领域广泛，如建筑结构、桥梁结构和港口码头工程等。

混凝土填充钢管是构成钢混凝土结构的一种方式，钢管可以起到抗弯和抗剪的作用，同时填充的混凝土也可以提供一定的压力。

在钢混凝土组合结构中，钢管与混凝土之间存在着剪力的传递，然而传统的混凝土试件常常不具备真实的应用情况，因此需要开展更加实用的试验来研究钢混凝土组合结构的力学性能。

圆端形钢管混凝土偏压试验是一种比较实用的试验方法，可以模拟钢混凝土结构在应力状态下的真实情况，为设计和实际工程应用提供依据。

因此，本研究旨在通过圆端形钢管混凝土偏压试验，研究钢混凝土组合结构在不同应力状态下的力学性能，为钢混凝土结构的设计和应用提供可靠的基础。

二、研究内容和方法1. 研究内容（1）分析圆端形钢管混凝土偏压试验的基本原理和试验设计。

（2）建立圆端形钢管混凝土偏压试验试件，设计试验方案。

（3）通过实验数据分析，研究圆端形钢管混凝土偏压试验中混凝土的裂缝特征、钢管的滞回性能、受压承载力和应变硬化性能等力学性能。

（4）分析不同应力状态下钢混凝土组合结构的力学性能，研究其力学特性和变形规律。

2. 研究方法（1）确定试验参数：选择合适的试验参数，例如圆端形钢管的尺寸、钢管壁厚、混凝土强度等，以及试验加载方案等。

（2）实验制备：制备圆端形钢管混凝土偏压试验试件，包括钢管制备、混凝土浇注、试件养护等。

（3）试验执行：通过加载装置进行试验加载，并采集试验数据。

（4）数据分析：对试验数据进行分析，获得试验结果，并进行相应的数学模拟和计算分析。

三、研究预期成果（1）对圆端形钢管混凝土偏压试验的基本原理和试验设计进行分析，总结出合理的试验方案。

（2）通过实验数据分析，得到圆端形钢管混凝土偏压试验中混凝土的裂缝特征、钢管的滞回性能、受压承载力和应变硬化性能等力学性能。

（3）分析不同应力状态下钢混凝土组合结构的力学性能，研究其力学特性和变形规律。

江西建材研究与应用·24·2019年8月协调共同工作。

（2）曲辉［5］对钢筋混凝土Ｔ形柱进行抗震性能有限元分析，采用上升段为二次抛物线、下降段为斜直线的混凝土本构模型，钢筋采用理想弹塑性本构模型。

（3）崔钦淑［6］对钢筋混凝土Ｚ形截面柱抗震性能试验结果进行有限元非线性模拟分析，混凝土采用多线性随动强化本构模型，钢筋采用双线性随动强化模型。

２　抗震加固措施为了提高钢筋混凝土柱的抗震性能，许多学者提出不同的柱外部加固措施，柱体本身的钢筋和混凝土没有变化。

（1）卢亦焱［8］采用外套圆钢管对圆钢筋混凝土柱进行抗震加固，钢管与原柱之间采用高流态的自密实混凝土均匀填充，可明显提高承载力和延性系数。

（2）王海东［9］采用低预应力钢带对钢筋混凝土柱进行加固，使混凝土处于三向受压状态，可抑制试件斜裂缝的产生和发展，延性系数比可提高40％，承载力提高15％。

（3）郭俊平［10］采用预应力钢绞线对钢筋混凝土柱进行加固并进行拟静力试验，试验结果表明高轴压比时屈服荷载、极限荷载、位移延性系数、累积耗能可提高36%、44%、76%、62%，低轴压比时可提高36%、27%、44%、172%。

以上第1种加固措施的钢管用钢量和混凝土用量较多，第2、3种加固措施的工艺操作较复杂，需用到张拉锚固系统。

在高层建筑中，柱承受的竖向荷载较大，使得轴压比较高，往往超过0.8，此时柱的延性明显变差进而导致结构易于倒塌破坏。

为了提高柱的抗震性能，周绪红［11］提出了一种钢管约束钢筋混凝土的结构形式，将混凝土灌入配有纵向受力纵筋、箍筋的钢管，由纵筋和混凝土承受轴力和弯矩，钢管以承受环向力为主，并开展了5根柱子的低周往复性能试验研究，试验结果表明：配置外钢管后，即使实际轴压比高达0.8，混凝土约束仍良好，没有发生压溃剥落，承载力和延性分别提高24.2%、142.8%。

３　结论本文针对钢筋混凝土柱的抗震研究现状，分析了常用的抗震加固措施，得到如下结论：（1）试验研究表明，当轴压比增大，试件承载力下降更快，延性变差，当纵筋配筋率、箍筋配箍率增大，承载力和延性均相应提高；（2）以往数值分析中采用的混凝土本构模型没有考虑往复荷载下的塑性损伤特征，钢筋本构模型未考虑往复硬化特征，且模型中是没有或者近似考虑纵筋和箍筋对混凝土的约束作用，适用于抗震分析的混凝土本构模型和钢材本构模型有待进一步提出；（3）相较于圆钢管自密实混凝土加固、预应力钢带加固、预应力钢绞线加固这3种措施，周绪红［11］提出的钢管约束钢筋混凝土结构更为实用，即使实际轴压比高达0.8，混凝土没有发生压溃，柱依然完好，承载力和延性均显著提高。

圆钢管—圆钢管混凝土焊接节点抗弯刚度和极限承载力研
究的开题报告
1. 研究背景及意义
圆钢管混凝土（RCSC）柱是一种结构体系，具有较好的耐震能力、施工方便等优点，在工程实践中得到了广泛应用。

然而，在RCSC柱节点的焊接中，经常出现焊接强度不足、连接刚度不足等问题，从而导致结构安全性受到威胁。

因此，对RCSC 节点的焊接进行研究，提高其抗弯刚度和极限承载力，具有重要的工程实际意义。

2. 研究目标和内容
本文主要研究钢筋混凝土圆钢管混凝土柱焊接节点的抗弯刚度和极限承载力。

具体包括以下内容：
（1）分析RCSC柱焊接节点的力学特性；
（2）探究焊接参数对焊缝力学特性的影响；
（3）分析焊接缺陷对焊接强度和刚度的影响；
（4）通过数值模拟和试验研究RCSC柱焊接节点的抗弯刚度和极限承载力，并与理论计算结果进行对比分析。

3. 研究方法
本文主要采用数值分析和实验研究相结合的方式，具体包括以下几个步骤：
（1）建立RCSC柱焊接节点的有限元模型；
（2）通过模拟分析RCSC焊接节点的力学特性、焊接缺陷对焊接强度和刚度的影响等；
（3）设计焊接试验，测试并分析试验数据、验证数值模拟结果；
（4）结合数值模拟和试验结果，探讨RCSC焊接节点的强度和刚度优化措施。

4. 预期成果
通过本研究，我们希望达到以下预期成果：
（1）深入探究RCSC焊接节点的力学特性和影响因素；
（2）建立RCSC柱焊接节点的有限元模型；
（3）揭示焊接参数、焊接缺陷等因素对RCSC焊接节点力学性能的影响；
（4）提出RCSC焊接节点的强度和刚度优化措施，从而提高其安全性和稳定性。

第30卷　第1期1998年3月西安建筑科技大学学报J.Xi'an U niv.of A rch&Tech.V ol.30　N o.1M ar.1998钢筋混凝土双向压弯剪扭构件抗扭性能的试验研究*林咏梅¹ 张连德º(¹西安建筑科技大学设计院,西安,710055;º青岛建筑工程学院,青岛,266023;第一作者女,27岁,工程师)摘　要　根据七个构件的试验结果,研究了钢筋混凝土双向压弯剪扭构件的开裂扭矩、延性和极限扭矩等性能随轴压比和相对偏心距变化而变化的规律,并将试验结果和理论公式作了对比,符合较好.关键词　轴压比;相对偏心距;极限扭矩;延性中图分类号　T U375Tentative study on R.C.members subjected to biaxialeccentric compression shear and torsionL in Yongmei¹ Zhang L iandeº(¹Xi'an U niv ersit y o f Ar chitecture a nd T echnolog y,Xi'an,710055;ºQ ing da o Institute o f A rchitectur e and Engineer ing,Q ing dao,266023)Abstract　Based o n t he test r esults of seven reinfo rced co ncr ete specimens subjected t o biax ial eccentr ic co m-pr ession,shear a nd tor sion,t he failure mo des and the var ying law s o f cr acking to rque,ductilit y and ultimate to rsio na l str engt h with the change of a xial st ress level R/f c and the r elativ e eccent ricity e0/h0ar e discussed.T he test r esults and pr actical for mula w hich well agr ee with each other are br ought into co mpa riso n and the predictio ns o f the pr actical for mula agr ee well with the test r esults.Key words　ax ial str ess level,the r elativ e eccentr icity,ultimate tor que,ductility自1985年以来,西安建筑科技大学相继对轴压反复扭、单调及反复偏压扭[1,2,3]、压弯剪单调扭[4]及反复扭[5]进行过一系列试验研究,对受扭构件的抗扭性能进行了探讨,建立了一系列强度相关方程.目前,对于双向压弯剪扭构件的研究,国内外尚未见有资料发表.本文在上述研究的基础上,以轴压比和相对偏心距为主要研究参数,对双向压弯剪扭构件的破坏形态、强度、刚度、延性等性能作了探索性研究.1　试验概况试件采用总长为640m m,中间试验段长度为560m m、断面为250×250mm2的方柱,底座外形尺寸为400×450×800mm3.试件截面配置4520的纵向钢筋,其屈服强度f y为373M Pa,箍筋为58@70,其屈服强度f yv为418M Pa,箍筋的净保护层厚为15mm.配筋强度比N=f y A st S/(f yv A sv U cor)=1.84,式中U cor为剪力流所围图形的周长,U cor=2(b cor+h cor)(见图2).实测的混凝土立方体抗压强度f cu为15M Pa ～24M Pa.试验时,先在竖向施加轴力,再在横向施加剪力,当轴力和剪力加到一定值后,再逐步施加扭矩,这收稿日期:1997-10-28*国家自然科学基金资助项目(5880338)样加载可较好地模拟结构实际受力情况.试验加载方案见图1.试验研究参数及其变化范围为:轴压比R /f c =0.2～0.4,二向相对偏心距e ox /b o =0.14～0.28,e oy /h 0=0.14～0.28;剪跨比K =2.5;偏心角A =45°;单调加载.2　试验分析2.1　裂缝发展规律及构件的破坏特性图2为典型构件破坏时的裂缝图.斜裂缝首先出现在剪应力相加面兼弯曲受拉面(A 面的中部,随着荷载的增加,斜裂缝向两边延伸,当扭矩增加约一级荷载增量时,剪应力相加面的另一个面(B 面)也出现斜裂缝.随着荷载的进一步增加,剪应力相减面兼弯曲受拉面(D 面)及剪应力相减面兼弯曲受压面(C 面)也相继出现斜裂缝.在上述过程中,原来微小的裂缝进一步延伸扩大,最后各个面裂缝呈螺旋状贯通.图1　加载装置图 图2　构件裂缝及最终破坏状态当配筋强度比相同,混凝土强度等级相近时,钢筋混凝土双向压弯剪扭构件的破坏情况主要受到轴压比和相对偏心距的影响.当相对偏心距较小(e ox /b o =e oy /h o =0.14)时,裂缝倾角(相对于竖直线)较小(小于45°),且各面倾角基本相同,裂缝走向大致呈直线状,在各面分布较为均匀,但裂缝出现较晚,一旦开裂,裂缝便迅速发展,稳定性较差,箍筋一般能屈服,纵筋只有少量屈服.随着相对偏心距的增大,当e ox /b o =e oy /h o =0.28时,构件根部各侧面上的斜裂缝倾角较大,而构件顶部各侧面上的斜裂缝倾角较小.箍筋及构件根部部分纵筋都能屈服.轴压比对裂缝的影响规律是,随着轴压比的增加,裂缝倾角变小,对裂缝的开展起一定的抑制作用.2.2　研究参数的变化对构件抗扭性能的影响规律(1)开裂扭矩.选用无量纲参数T cr /f t W t 表示开裂扭矩.图3、4分别为无量纲开裂扭矩与相对偏心距e o /h o e o /h o =(e ox /b o )2+(e oy /h o )2、轴压比R /f c 的关系,图中虚线为文献[7]所得偏心角A =0°的情况,图中点划线为文献[1]所得,其余均为本文所得.由图3可以得知,在同一轴压比下,开裂扭矩随相对偏心距的增加而降低.从图4看基本上开裂扭矩在低轴压比范围内(0.2～0.3)呈增高趋势,在高轴压比范围内(0.3～0.4)呈降低趋势.其原因在于,从试验加载过程可以看出,随着轴压比的增加,若要保持一定的相对偏心距,所施加的水平剪力相应增大,而剪力的增大则使混凝土表面的主拉应力增大,提前使构件开裂.21第1期 林咏梅等:钢筋混凝土双向压弯剪扭构件抗扭性能的试验研究 图3　无量纲开裂扭矩与相对偏心距的关系 图4　无量纲开裂扭矩与轴压比的关系(2)延性.通常采用极限扭矩时对应的扭转角与屈服扭矩时对应扭转角的比值作为延性系数L .图5、6分别为构件延性与相对偏心距及轴压比的关系.从图5可以看出,在一定轴压比下,延性随相对偏心距的增加略呈降低趋势,图中各条曲线的斜率不同,反映了不同的轴压比对构件延性的影响程度不一样.图6中,延性与轴压比的关系不很明显.图5　延性和相对偏心距的关系 图6　延性和轴压比的关系(3)最大扭矩.图7、8反映的是最大扭矩与相对偏心距及轴压比的关系曲线.从两图不难看出以下规律:最大扭矩随相对偏心距的增加而降低,随轴压比的增加而增加.3　理论分析目前,构件扭转破坏强度的计算理论主要基于两种模型,即斜弯破坏模型和空间桁架模型.考虑到双向压弯剪扭构件受力的复杂性,这里采用空间桁架模型推导得到以下相关公式T T on 2+V x V oxn 2+V y V oyn 2+M x M oxn +M y M oyn =1[6](1)式中T on =2A cor A sv f yv S B n N +A st f yU cor (2)V oxn =bh t d A sv f yv S B n N +A st f y2b cor(3)(4)22 西　安　建　筑　科　技　大　学　学　报 第30卷　M oxn =h ′(B n N +A st f y )/2(5)M oyn =b ′(B n N +A st f y )/2(6)图7　最大扭矩和相对偏心距的关系 图8　最大扭矩和轴压比的关系 在上述各式中,各符号意义如下:A st 、A sv 、S ——分别为全部纵筋截面面积、单肢箍筋截面面积及箍筋间距;f y 、f yv ——分别为纵筋及箍筋的屈服强度;b 、h ——分别为构件截面的短边和长边尺寸;b cor 、h cor 、U cor 、A cor ——分别为剪力流中心线所围图形的边长、周长及面积,这里,U cor =2(b cor +h cor ),A cor =b cor h cor ,见图9;t d ——箱壁厚度,一般t d =(0.14～0.25)h ,这里取t d =0.17b (或0.17h ),即取箍筋内皮为剪力流中心线;b ′、h ′——纵筋中心连线的长短边尺寸,取近似值h ′=h cor =0.83h ,b ′=b cor =0.83b ;B n ——箱形截面面积与截面毛面积的比值,B n =A 箱A 总=1-A 核A 总=1-(b -2t d )(h -2t d )bh图9　变角空间桁架模型由于(1)式给出的强度相关公式不够直观,不便直接用于工程设计,需推导一实用计算公式.考虑工程中常用的情况,取混凝土强度等级为C25,其轴心抗压强度设计值为f c =12.5N/m m 2;纵筋取Ⅱ级钢筋,屈服强度取f y =310N/mm 2;箍筋取Ⅰ级钢筋,屈服强度f yv =210N /mm 2;纵筋配筋率Q st =2%,箍筋取直径58,间距100mm ,柱的截面尺寸取b ×h =500×500mm 2.将上述取值分别代入(1)～(6)6式得:T =T on1-4R /f c 0.9+R /f c e ox b o +e oy h o -50.9+R /f c Vf c bh2(7)上式中T on 为轴压扭构件的抗扭强度,借用规范GBJ10—89的表达式T on =0.35f t W t + 1.2(8)23第1期 林咏梅等:钢筋混凝土双向压弯剪扭构件抗扭性能的试验研究 将(8)式代入(7)式得双向压弯剪扭构件的实用计算公式:T =0.35f t W t + 1.2N f yv A sv A cor S +0.07NAW t1-4R /f c 0.9+R /f c e ox b o +e oy h o -50.9+R /f c V f c bh2(9) 将本文的试验数据代入(9)式算得的计算结果见附表.与试验值的对比表明两者符合较好,且计算结果偏于安全,这对实际情况是有利的,说明本文的理论公式有一定的实用性,可供设计参考.附表　双向压、弯、剪、扭构件试验值T o 与计算值T c 比较试件编号R /f c e o x /b o e o y /h o T o /kN ・m T c /kN ・m T oT c BV M 1—1—20.20.140.1421.4721.47 1.000BV M 2—2—20.20.210.2121.4420.21 1.061BV M 2—2—30.30.210.2126.0918.96 1.376BV M 3—3—30.30.280.2823.2416.82 1.382BV M 1—1—40.40.140.1426.8621.88 1.228BV M 2—2—40.40.210.2133.2419.11 1.739BV M 3—3—40.40.280.2828.4115.861.791统计分析试件数7均 值1.313方 差0.303变异系数0.231 注:试件编号中,B 表示双向偏压,V 表示双向剪力,M 表示双向弯矩,其它各数字近似表示小数值,从左到右依次为x 、y 方向相对偏心矩、轴压比.4　结　语(1)根据本文的试验研究,钢筋混凝土双向压弯剪扭构件的破坏形态主要表现为扭型破坏形态.(2)单调扭矩作用下双向压、弯、剪构件的抗扭性能随轴压比和相对偏心距变化而变化,即:在轴压比一定时,无量钢开裂扭矩、延性及最大扭矩均随相对偏心距的增加而降低;在相对偏心距一定时,轴压比R /f c ≤0.3时,无量纲开裂扭矩、延性近似随轴压比的增加而增加,当轴压比R /f c >0.3时,无量纲开裂扭矩、延性近似随轴压比的增加而降低;最大扭矩在相对偏心距一定时随轴压比的增加而增加.(3)本文在文献[6]推导的相关公式的基础上建立了实用强度计算公式,计算值与试验值符合较好,具有一定的实用价值.参考文献1　张连德,王泽军,卫云亭.钢筋混凝土偏压扭构件非线性全过程分析.建筑结构学报,1990(2):16～272　张连德等.低周反复扭矩作用下钢筋混凝土双向偏压构件抗扭性能的研究.土木工程学报,1993(2):29～373　张国顺.钢筋混凝土双向偏压构件抗扭性能的研究[硕士学位论文].西安建筑科技大学,1989,124　赵嘉康,张连德,卫云亭.钢筋混凝土压、弯、剪、扭构件受扭性能的研究.土木工程学报,1993(1):20～305　秦卫红.钢筋混凝土压、弯、剪构件在反复扭矩作用下抗扭性能的研究[硕士学位论文].西安建筑科技大学,1993,46　林咏梅.钢筋混凝土双向压弯剪构件在单调扭矩作用下抗扭性能的研究[硕士学位论文].西安建筑科技大学,1994,37　Shar ma A K ,Pa ndit G S .T est on Concrete Beams in Combined T o rsio n .Indian Concrete Jour nel ,Dec .197824 西　安　建　筑　科　技　大　学　学　报 第30卷　。

圆钢管混凝土结构受力性能与设计方法研究共3篇圆钢管混凝土结构受力性能与设计方法研究1随着工程技术的不断发展和完善，圆钢管混凝土结构在工程建设领域中越来越受到重视。

圆钢管混凝土结构是由钢管和混凝土组成的一种新型结构，可以利用钢管的高强度和混凝土的耐久性，提高结构的整体性能和承载能力。

在该结构中，钢管起着主体支撑的作用，混凝土则充当保护和稳定作用的角色，两者相互协调从而形成一种更加优秀的结构体系。

圆钢管混凝土结构的受力性能分析：圆钢管混凝土结构主要由两部分组成，一是由钢管和混凝土组成的受力构件，二是由多个受力构件组成的整体结构。

钢管和混凝土之间的结合方式有口筋、粘贴剂和预应力等，不同的结合方式会对结构体系的受力性能产生不同的影响。

1、钢管的受力分析作为圆钢管混凝土结构的主体支撑，钢管的受力性能至关重要。

钢管受力主要有轴向受压、轴向受拉、弯曲和剪切等四种形式。

在实际工程中，为了保证结构的整体性能，常常采用预应力的方式对钢管进行增强加固，从而提高结构的承载能力和抗震性能。

2、混凝土的受力分析混凝土作为圆钢管混凝土结构的保护和稳定角色，其受力主要有压、拉和剪切三种形式。

在圆钢管混凝土结构中，混凝土一般采用高强度混凝土或高性能混凝土，以提高结构的耐久性和抗裂性。

此外，混凝土与钢管之间的结合方式也会影响结构的受力性能。

3、整体结构的受力分析圆钢管混凝土结构由多个受力构件组成，整体结构的受力性能需要考虑结构的稳定性、承载能力和抗震性能等。

对于地震区域的结构，还需要进行地震反应分析，以保证结构在地震作用下的安全性。

圆钢管混凝土结构的设计方法：圆钢管混凝土结构的设计需要充分考虑结构的受力性能，以及钢管和混凝土之间的结合方式，以保证结构的稳定性和承载能力。

现有的设计方法主要包括以下几种：1、工程设计法工程设计法是最常用的设计方法，其基本思想是采用经验公式或经验系数法，结合实际工程情况进行设计，兼顾经济性和实用性。

在圆钢管混凝土结构的设计中，工程设计法可以根据钢管和混凝土的强度和材料特性，估算结构的承载能力和稳定性指标。

国内图书分类号：TU392.3学校代码：10213 国际图书分类号：624 密级：公开工学硕士学位论文设置传力构件的圆形钢管混凝土柱受力性能研究硕士研究生：马亮导师：傅学怡教授申请学位：工学硕士学科：土木工程所在单位：深圳研究生院答辩日期：2012年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classified Index: TU392.3U.D.C: 624Dissertation for the Master Degree in EngineeringRESEARCH ON CONCRETE-FILLED CIRCULAR STEEL TUBE COLUMN WITH FORCETRANSMISSION MEMBERSCandidate：Ma LiangSupervisor：Prof.Fu XueyiAcademic Degree Applied for：Master of Engineering Speciality：Civil EngineeringAffiliation：Shenzhen Graduate SchoolDate of Defence：June, 2012Degree-Conferring-Institution：Harbin Institute of Technology摘要随着建筑技术的快速发展，高层建筑和超高层建筑已经成为现代建筑发展的必然趋势，由于核心混凝土受到钢管的紧箍作用，钢管混凝土具有抗压承载力大，延性好等优点，因此在高层和超高层建筑中已经取得了较为广泛的应用，但实际工程中钢管混凝土两种材料的共同工作问题难以得到保证，结构可能因此存在着安全性问题。

目前为止，国内外实际应用的钢管混凝土柱在受到外荷载时，荷载都首先作用于钢管壁，然后再通过核心混凝土与钢管壁之间的粘结摩擦作用传递给核心混凝土，已有的钢管混凝土柱轴压试验表明，当荷载直接作用在外钢管上时，钢管与核心混凝土共同工作的能力并得不到保证。

圆钢管UHPC压弯构件N-M曲线研究摘要：本文以圆钢管UHPC压弯构件为研究对象，探究其受荷情况下的N-M曲线。

通过数值模拟和实验测试，获得了不同工况下的N-M曲线，并分析了其变化原因。

结果表明，在同样的配筋情况下，圆钢管UHPC压弯构件的N-M曲线比传统混凝土构件更为平缓，且具有较好的延性和韧性。

本文对圆钢管UHPC压弯构件的应用和优化设计提供了参考。

关键词：圆钢管；UHPC；压弯构件；N-M曲线；延性1. 引言圆钢管UHPC压弯构件由于其优异的力学性能和施工方便性，在桥梁、高层建筑等领域得到了广泛应用。

然而，由于其独特的结构和材料特性，其受荷情况下的N-M曲线与传统混凝土构件有所不同。

本文旨在通过数值模拟和实验测试，研究圆钢管UHPC压弯构件的N-M曲线规律，为其应用和优化设计提供参考。

2. 数值模拟本部分采用有限元软件ABAQUS对圆钢管UHPC压弯构件受荷情况下的N-M曲线进行数值模拟。

在模拟前，首先通过超声波检测对钢管和混凝土的杨氏模量、泊松比等材料参数进行了测定。

然后在ABAQUS中建立了三维有限元模型，采用隐式强形式算法进行计算。

模型中包括圆钢管、混凝土和钢筋三个部分。

采用负向斜截面法进行荷载施加，以模拟受弯作用。

模拟中考虑了荷载施加速度及其对N-M曲线的影响。

模拟结果表明，在不同配筋率下，圆钢管UHPC压弯构件的N-M曲线比传统混凝土构件更为平缓，且具有较好的延性和韧性。

3. 实验测试本部分采用静态加载实验对圆钢管UHPC压弯构件的N-M曲线进行测试。

实验中采用电子万能试验机进行加载，通过应变计、位移计等测试设备对构件的受力变形情况进行监测。

实验中设置不同的配筋率，以模拟不同工况下的受力情况。

实验结果与数值模拟结果相吻合，进一步证明了圆钢管UHPC压弯构件的N-M曲线表现出较好的延性和韧性。

4. 分析与讨论通过数值模拟和实验测试，本文得到了圆钢管UHPC压弯构件不同工况下的N-M曲线，并对其进行了分析和讨论。

钢管混凝土在抗震工程中的应用论文钢管混凝土在抗震工程中的应用论文钢管混凝土结构是在劲性钢筋混凝土结构、螺旋配筋混凝土结构以及钢管结构的基础上发展起来的。

下面是小编收集整理的钢管混凝土在抗震工程中的应用论文，希望对您有所帮助！摘要：简要介绍了钢管混凝土的特点和发展史，针对前人已研究的成果，综述了不同截面、不同空心率、不同结构下的钢管混凝土构件的抗震性能，为钢管混凝土在实际抗震工程中的运用提供了参考建议。

关键词：钢管混凝土；抗震性能；耗能能力0 引言钢管混凝土构件是在钢管内填充混凝土。

随着高层、超高大跨度建筑的需要，钢管混凝土结构凭着承载力高、造价低、施工方便、抗震性好等优越的条件被广泛应用，很多研究者做了很多关于钢管混凝土的抗震性能分析和研究，取得了很大的成果，并在抗震工程中得到广泛应用。

1 钢管混凝土的特点钢管在纵向轴心压力作用下，属于异号应力场，其纵向抗压强度将下降，小于单向受压时的屈服应力，同时钢管是薄钢管，单向受压时，承载力受管壁局部缺陷的影响很大，远远低于理论临界应力计算值；对于混凝土，强度低，截面大，随着混凝土强度增大脆性增加，而混凝土抗拉性比较差［1］。

钢管混凝土是新型结构［2］，正好弥补了两者的缺点，在钢管混凝土构件在纵向轴心压力作用下，由于混凝土的密贴，保证了钢管不会发生屈曲，可以使这算应力达到钢材的屈服强度［3］，使钢材的强度承载力得以充分发挥；对于混凝土，混凝土不仅受到纵向压力，还有受到钢管的紧箍力，使混凝土三向受压，使混凝土纵向抗压强度提高，弹性模量也得到提高，塑性增加。

钢管和混凝土的共同作用下，使得钢管混凝土构件有以下特点：（1）构件承载力大大提高。

1976年哈尔滨锅炉厂做了一次简单的对比试验，得到钢管混凝土柱轴心受压下承载力是空钢管和管内径素混凝土柱之和的173%。

（2）良好的塑性和韧性。

这种新结构在承受冲击荷载和振动荷载时，有很大的韧性，所以抗震性能比较好。

（3）造价低, 从很多实际工程可以看到，钢管混凝土柱与普通钢筋混凝土柱相比，节约混凝土50％以上，结构自重减轻50％左右，钢材用量相等或略高，不需要模板。

圆钢管混凝土框架结构抗震性能分析及应用中期报告一、研究背景混凝土框架结构是工业和民用建筑中最常见的结构形式之一。

在地震条件下，混凝土框架结构具有较好的抗震性能，但在大地震及强震区仍存在着一定的安全隐患。

为了进一步提高混凝土框架结构的抗震性能，研究者们不断地提出了新的结构形式和设计方法。

圆钢管混凝土框架是一种新型的混凝土框架结构形式。

圆钢管作为框架的主要构件，具有较高的强度和刚度，能够有效地承受地震作用下的荷载。

同时，圆钢管与混凝土之间的作用协同，可提高结构整体的抗震性能。

因此，圆钢管混凝土框架结构在工程实践中得到了广泛的应用。

二、研究内容本研究的主要内容是圆钢管混凝土框架结构的抗震性能分析和应用。

具体包括以下几个方面：1. 圆钢管混凝土框架结构的受力性能分析，包括强度、刚度和稳定性等方面。

2. 圆钢管混凝土框架结构在地震作用下的动力响应分析，包括结构的自振频率、动态位移、加速度等参数。

3. 圆钢管混凝土框架结构的抗震性能分析，包括结构的耗能能力、贡献系数、位移限制比等参数。

4. 圆钢管混凝土框架结构的设计和施工应用，包括结构的优化设计、构造设计、施工工艺等方面。

三、研究方法本研究采用计算机模拟方法对圆钢管混凝土框架结构的抗震性能进行分析。

具体步骤为：1. 建立圆钢管混凝土框架结构的数学模型，包括结构的几何参数、材料参数、荷载作用等方面。

2. 采用有限元软件进行结构的静力分析和动力响应分析，获取结构在地震作用下的受力和位移等参数。

3. 对结构的抗震性能进行评估和分析，包括结构的耗能能力、贡献系数、位移限制比等参数。

4. 根据抗震性能分析结果进行结构的优化设计和构造设计，提高结构的抗震性能。

5. 根据结构的设计和施工要求，制定相应的施工图纸和施工工艺，确保结构的质量和安全性。

四、研究意义本研究的结果对于提高圆钢管混凝土框架结构的抗震性能具有重要的意义。

具体包括：1. 深入了解圆钢管混凝土框架结构的受力性能和抗震性能，为结构的优化设计和构造设计提供参考。

钢管混凝土结构地震反应分析研究摘要：钢管混凝土组合结构具有刚度大、承载能力高及抗震性能卓越的优点，具有广泛的应用前景。

抗震性能是决定钢管混凝土组合结构推广的重要因素，国内外对其进行了大量研究。

为此本文对钢管混凝土组合结构的抗震研究分析方法及有待解决的问题进行了简要说明和分析。

关键词：钢管混凝土；组合结构；抗震；分析方法0 引言钢管混凝土结构是继钢结构、木结构、钢筋混凝土结构、砖石结构之后发展起来的第五大结构体系，与传统的钢筋混凝土结构相比，钢管混凝土具有多方面的优点。

在材料方面，钢管混凝土将钢材和混凝土有机地结合起来，既能借助内填混凝土提高钢管壁受压时的稳定性，又能提高钢管的抗压强度和延性；在施工方面，钢管混凝土可利用空心钢管作为劲性骨架甚至模板，施工吊装重量轻，进度快，用钢量省。

1 钢管混凝土结构抗震试验研究现状目前，我国对钢管混凝土组合结构构件的试验研究取得了显著的研究成果。

20世纪70年代，我国开始对钢管混凝土结构进行研究，西安建筑科技大学在1985年和1986年分两批进行了32个钢管混凝土短柱抗震性能的试验研究[1]，同时，还进行了17个钢管混凝土梁的试验，10个钢管混凝土梁柱节点的试验。

1989年又进行了12根内含工字钢的钢管混凝土柱的试验，对钢管混凝土柱正截面承载力计算等内容进行了研究，并进行了非线性全过程分析。

武敏刚、吕西林进行了三个联肢钢管剪力墙试件及三个钢管混凝土核心筒的伪静力抗震试验[2]，研究对比了各试件的裂缝开展、分布特征，从强度、变形和能量等三个方面判别和鉴定各试件的抗震性能。

吕西林通过试验研究了钢管混凝土剪力墙的抗震性能，对16个试件进行了低周往复荷载试验，研究了高宽比等参数对钢管混凝土剪力墙的抗震性能影响，提出一种在截面中部配置型钢的新型钢管混凝土剪力墙截面形式，结果表明，这种新型的钢管混凝土剪力墙具有更好的抗震性能。

我国对于SRC框架节点的研究有1985和1986年西安建筑科技大学进行的10个钢管混凝土梁柱节点试验[3]。