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试验研究表明,方形钢管混凝土在轴向压力作用下,外包钢管对核心混凝土有紧固的约束作用,而核心混凝土的存在又限制了钢管壁内凹屈曲,从而大大提高了钢管壁板件的局部屈曲性能。对于薄壁方形钢管混凝土构件,由于钢管壁的局部屈曲会降低构件的承载力与延性,钢管壁局部屈曲问题显得尤为重要。因此,华南理工大学建筑学院土木工程系提出了带约束拉杆的钢管混凝土的概念,这种新型结构是借助约束拉杆对钢板的约束作用,增强了钢管壁抵抗局部屈曲的能力,有效地提高了钢管壁的稳定性和延性。该文是在方形钢管混凝土轴压柱局部屈曲分析的基础上,对带约束拉杆的方形钢管混凝土轴压柱进行了屈曲分析,并对如何设置纵向约束拉杆以有效防止钢管壁局部屈曲问题进行了探讨。该文的主要研究工作包括:
(1)对方形钢管混凝土轴压柱局部屈曲性能进行了分析,推导了钢管壁发生局部屈曲时的屈曲系数、屈曲半波长及临界屈曲应力表达式,并与局部屈曲试验研究成果进行了比较。
(2)对带约束拉杆的方形钢管混凝土轴压柱屈曲性能进行了分析,推导了钢管壁发生临界屈曲时的应力表达式,并对纵向约束拉杆的设置间距进行了分析和探讨。
(3)应用通用有限元程序,对方形空钢管、方形钢管混凝土及带约束拉杆的方形钢管混凝土三种不同构件进行了特征值屈曲分析和非线性屈曲分析,研究了该三种不同构件的屈曲模式及临界屈曲应力,并与试验研究成果及理论分析结果进行了比较。