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圆端形钢管混凝土塔柱钢管与混凝土相互作用研究
| 论文题名： | 圆端形钢管混凝土塔柱钢管与混凝土相互作用研究 |
| 关键词： | 钢管混凝土结构;双肢塔柱;相互作用;接触应力;有限元;数值模拟;应力监测 |
| 摘要： | 钢管混凝土结构利用钢管和混凝土两种材料在受力过程中的相互作用，即钢管对核心混凝土的约束作用，使核心混凝土处于三向受压状态，从而使核心混凝土具有更高的抗压强度，塑性和韧性性能也大为改善。同时，由于核心混凝土的存在可以避免或延缓钢管发生局部屈曲，从而可以保证其材料性能的充分发挥。目前，国内外关于钢管混凝土的应用和研究以圆形截面、方形截面和多边形截面为主。武汉市黄陂区后湖大桥主塔采用圆端形钢管混凝土双肢塔柱，塔柱结构形式新颖，应用较少，国内外关于其受力性能的研究以及相关的文献报道也不多见。 本文依托后湖大桥主塔圆端形钢管混凝土双肢塔柱数值模拟与应力监测技术项目，参考大量文献，对塔柱在施工阶段的受力性能和钢管与混凝土相互作用性能进行了应力监测试验、有限元静力分析和有限元接触分析，所做的具体工作包括： 1.根据以往的文献资料和分析成果，认识了钢管与混凝土相互作用的原理、钢管混凝土的界面状态、钢管混凝土粘结强度的定义以及影响钢管与混凝土之间粘结强度的主要因素，探讨了研究钢管与混凝土相互作用性能的方法，阐述了研究钢管与混凝土相互作用的意义。 2.介绍后湖大桥圆端形钢管混凝土双肢塔柱应力监测试验，并对试验数据进行分析，初步反映了塔柱在施工阶段的受力性能。暂不考虑钢管与混凝土的相互作用，将钢管与混凝土作为组合材料，以共节点的方法建立ANSYS有限元模型，对塔柱在不同施工工况下的受力性能进行了有限元静力分析。 3.考虑钢管与混凝土的相互作用，对圆端形钢管混凝土双肢塔柱进行ANSYS有限元接触分析。根据接触分析原理，对钢管和混凝土两种材料，选择正确的接触方式，选取恰当的单元，并定义相应的实常数、本构关系和关键字，对塔柱进行了不同施工工况下钢管与混凝土相互作用的分析。本文接触分析采用的方法计算收敛快，计算结果与应力测试结果一致。 |
| 作者： | 李彬 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 卢哲安 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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