【摘 要】
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目前,钢管混凝土结构在国内外的建筑构筑物中较为常见,因其具有良好的力学性能而受到了广泛应用,但钢管混凝土的锈蚀问题可能给结构带来巨大的隐患,甚至可以引起结构发生破坏。寻找一种新型的替代材料可以有效的解决这一问题,铝合金材料具有良好的抗腐蚀性能,从而引起了学者们的关注。铝合金管混凝土是一种新型组合结构,铝合金管(圆)混凝土短柱是由铝合金管与核心混凝土组合而成的构件,当构件受到轴向荷载时,铝合金管与核
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目前,钢管混凝土结构在国内外的建筑构筑物中较为常见,因其具有良好的力学性能而受到了广泛应用,但钢管混凝土的锈蚀问题可能给结构带来巨大的隐患,甚至可以引起结构发生破坏。寻找一种新型的替代材料可以有效的解决这一问题,铝合金材料具有良好的抗腐蚀性能,从而引起了学者们的关注。铝合金管混凝土是一种新型组合结构,铝合金管(圆)混凝土短柱是由铝合金管与核心混凝土组合而成的构件,当构件受到轴向荷载时,铝合金管与核心混凝土能够相互作用,铝合金管对核心混凝土起到约束作用,同时核心混凝土可以延缓铝合金管的屈曲。为了解铝合金混凝土短柱在轴向荷载作用下的力学性能,研究内容如下:(1)通过对5个铝合金管(圆)混凝土短柱在轴向荷载作用下力学性能的试验研究,实测了荷载-位移曲线和荷载-应变曲线,考察了试件的破坏形态,同时对试件参数对力学性能的影响进行了分析。研究表明,铝合金管(圆)混凝土短柱具有较高的强度、极限承载力以及良好的延性性能,同时铝合金管约束效应系数、试件含铝率和核心混凝土强度等级等参数对试件承载力大小有影响。(2)采用有限元软件ABAQUS对铝合金管(圆)混凝土短柱进行有限元分析,考虑不同试件参数对试件力学性能的影响。研究表明,有限元计算结果与试验结果吻合度较高,验证了有限元模拟的准确性,同时发现试件在截面参数不变时,其极限承载力随着铝合金管壁厚的增加而增大。(3)在试验研究与有限元模拟的基础上,分析铝合金管(圆)混凝土短柱在轴向荷载作用下的受力全过程,采用钢管混凝土短柱承载力的计算方法对铝合金管(圆)混凝土短柱试件进行试算,分析三种理论(拟混凝土理论、拟铝合金理论和统一理论)是否能够适用于铝合金管混凝土构件承载力的计算。计算结果表明,采用拟混凝土理论对铝合金管(圆)混凝土短柱构件承载力的计算结果与试验实测值较为接近,拟铝合金理论与统一理论的计算结果与实测值相比误差较大。
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