钢管橡胶混凝土柱受压力学特性数值分析研究

论文摘要

钢管橡胶混凝土柱作为一种新型的钢-混组合结构,是在橡胶混凝土和钢管混凝土基础上发展起来的一种新型的建筑结构。此种结构是在钢管混凝土和橡胶混凝土的一系列特性的基础上发展的,它可以更好的改变结构的性能,因此对钢管橡胶混凝土进行研究是非常有必要的。本文所研究的钢管橡胶混凝土柱是在钢管混凝土的混凝土中,按一定的比例填加橡胶粒,替代混凝土中的其他材料,同时保证混凝土的体积不变。通过有限元数值分析方法,对钢管混凝土的轴心受压情况进行分析。通过整体式模型和分离式模型两种方法对钢管橡胶混凝土组合短柱的受力情况进行数值模拟,并对钢管混凝土中掺入不同体积不同粒径的橡胶粒组成的钢管橡胶混凝土进行数值分析。从极限荷载、荷载-位移关系、荷载-应变关系、应力图、强度系数、刚度系数等方面分别对钢管橡胶混凝土短柱的轴心受压情况进行了分析和比较。同时对钢管混凝土和钢管橡胶混凝土两种试件的受力情况进行比较。并钢管橡胶混凝试验分析结果、数值分析结果和简化分析计算结果进行了比较。本文所进行的计算分析工作,对了解钢管橡胶混凝土柱的受力性能和工作机理有一定的指导意义,能为工程设计提供一定的科学依据和技术支持。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 发展现状及应用
• 1.2.1 钢管混凝土结构的研究现状及应用
• 1.2.2 橡胶混凝土结构的研究现状及应用
• 1.2.3 钢管橡胶混凝土柱的研究现状及应用
• 1.3 钢管橡胶混凝土柱的研究方法
• 1.3.1 用试验研究钢管橡胶混凝土柱的受力性能
• 1.3.2 用数值模拟方法研究钢管橡胶混凝土柱受力性能
• 1.4 选题的依据及本文的主要研究工作
• 1.4.1 选题依据
• 1.4.2 本文的主要研究工作
• 第2章 钢管混凝土柱有限元模型的建立
• 2.1 概述
• 2.2 钢管混凝土单元类型的选取和各材料的模拟
• 2.2.1 单元类型的选取
• 2.2.2 混凝土材料的模拟
• 2.2.3 钢管材料的模拟
• 2.3 钢管混凝土柱相关单元参数的确定
• 2.3.1 混凝土单元的相关参数
• 2.3.2 钢管单元的相关参数
• 2.4 模型的建立
• 第3章 橡胶混凝土有限元模型的建立
• 3.1 概述
• 3.2 橡胶单元类型的选取和材料的模拟
• 3.2.1 橡胶材料的基本性质
• 3.2.2 单元类型的选取
• 3.2.3 橡胶材料的模拟
• 3.3 橡胶混凝土单元模型的建立
• 3.3.1 橡胶混凝土的性能
• 3.3.2 橡胶混凝土整体式模型的建立
• 3.3.3 橡胶混凝土分离式模型的建立
• 3.4 小结
• 第4章 钢管混凝土和橡胶混凝土柱力学性能的数值研究
• 4.1 前言
• 4.2 试验概述
• 4.3 钢管混凝土柱轴心受压承载力计算
• 4.3.1 钢管混凝土柱轴心受压承载力的计算公式
• 4.3.2 钢管混凝土柱极限承载力结果及分析
• 4.3.3 钢管混凝土柱荷载与位移关系结果及分析
• 4.3.4 钢管混凝土柱荷载与应变关系结果及分析
• 4.3.5 钢管混凝土柱应力结果及分析
• 4.4 钢管橡胶混凝土柱的数值仿真分析
• 4.4.1 钢管橡胶混凝土柱极限承载力结果及分析
• 4.4.2 钢管橡胶混凝土柱荷载与位移关系结果及分析
• 4.4.3 钢管橡胶混凝土柱荷载与应变关系结果与分析
• 4.4.4 钢管橡胶混凝土柱应力结果及分析
• 4.4.5 钢管混凝土与橡胶混凝土柱偏心受压结果比较
• 4.4.6 橡胶粒径不同时钢管橡胶混凝土柱的受力结果分析
• 4.5 小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢