高强钢丝网片增强钢管混凝土轴压短柱力学性能研究

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钢管混凝土由于其良好的力学性能,已被广泛应用到工程实践当中,随着行业发展,建筑结构日益复杂,普通钢管混凝土已经难以满足更高强度的受力要求。基于此,本文提出一种新型的钢管混凝土——高强钢丝网片增强钢管混凝土。该新型钢管混凝土既没有提高钢管与混凝土的强度也没有增加构件的截面尺寸,仅通过在钢管混凝土内部布置高强钢丝网片,形成对核心混凝土的横向约束,从而达到提升钢管混凝土整体抗压性能的目的。不同于普通钢管混凝土由外而内的约束方式,该新型钢管混凝土采用了由内而外的约束方式,解决了方钢管混凝土无约束效应的问题。为了探究高强钢丝网片对该新型钢管混凝土抗压性能的影响,本文采用试验验证、理论分析、有限元模拟相结合的方法,对该新型钢管混凝土的轴压力学性能进行了具体研究:1)对6个方钢管混凝土与6个圆钢管混凝土进行了轴压性能试验,考察了钢丝网片对钢管混凝土承载力、轴向刚度以及延性的影响,并比较了不同配筋参数对钢管混凝承载力的影响;2)对钢丝网片增强钢管混凝土内部受力原理进行了分析,基于极限平衡理论,推导出高强钢丝网片增强方/圆钢管混凝土轴压短柱承载力计算公式,并通过与试验结果的对比验证了计算公式的合理性;3)基于ABAQUS建立有限元模型,在验证模型合理性后,利用有限元模型对钢丝网片增强钢管混凝土内部应力进行模拟分析,明确了钢丝网片对钢管混凝土内部受力的影响,最后运用有限元进行了参数分析,研究了钢丝强度、钢丝直径、混凝土强度、钢管壁厚、钢管混凝土外径对该新型钢管混凝土轴压承载力的影响。研究表明,高强钢丝网片增强钢管混凝土在承载力,刚度以及延性方面均明显优于普通钢管混凝土,具有更高的强度和更好的变形能力。同时发现,钢丝强度、钢丝直径、混凝土强度、钢管壁厚、钢管混凝土外径对该新型钢管混凝土轴压承载力有一定的影响。
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