论文部分内容阅读
对钢管混凝土柱的试验研究和理论分析国内外开展了大量的工作,但是对钢管混凝土柱锈蚀后的承载力退化研究还需进一步深入,本文对薄壁圆钢管混凝土柱在锈蚀后的工作机理及承载力退化进行了研究,主要进行了以下几个方面的工作。1、对地下巷道支护工程环境进行了实验室人工模拟,实现了与工程环境拟合度较高的实验室人工加速锈蚀试验;研究表明钢质试件一旦锈蚀,其锈蚀速率将随时间延长将不断增大。2、进行了20根薄壁圆钢管混凝土柱的试验研究,对其中14根试件进行了人工加速锈蚀试验,建立了基于锈蚀度、径厚比、套箍系数与轴压短柱极限承载力之间的关系,发现随锈蚀度、径厚比的增大试件承载力退化趋势减缓。试验表明薄壁圆钢管混凝土短柱的轴压破坏形态基本是剪切破坏失效,随着壁厚的减小,试件的塑性变形能力下降,同时探讨了轴压薄壁圆钢管混凝土柱的工作机理。3、锈蚀形成的蚀坑会造成钢管对核心混凝土紧箍约束作用的薄弱点,蚀坑部位会形成试件的应力集中点,试件更容易在此薄弱位置发生破坏;探讨了锈蚀度、长径比、L/t等参数对中长柱试件力学性能的影响。随锈蚀度增大,试件的锈蚀从均匀锈蚀逐渐演变为严重局部的坑蚀,这也是随锈蚀度增大试件承载力降幅增大的主因。4、建立了轴压薄壁圆钢管混凝土柱有限元分析模型,计算得到了轴压条件下薄壁圆钢管混凝土柱的荷载-变形关系、锈蚀度对试件力学性能的影响规律,与实验室试验结果基本吻合。5、在数值分析结果的基础上,建立了薄壁圆钢管混凝土轴压短(长)柱力学分析模型、得到了薄壁圆钢管混凝土轴压短(长)柱极限承载力计算式,并提出了薄壁圆钢管混凝土轴压短柱的承载力建议设计值;基于钢管锈蚀的影响,得到了钢管锈蚀后的薄壁圆钢管混凝土轴压短柱的极限承载力计算式。