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根据矩形钢管混凝土的特点,最适宜用作轴心受压和小偏心受压构件,从国内外的研究现状可以看出,各国学者对于矩形钢管混凝土轴压构件和偏压构件作了大量的试验研究和理论研究,而对于矩形钢管混凝土受弯构件研究的很少。研究矩形钢管混凝土的受弯性能,有助于加深对矩形钢管混凝土偏心受力构件工作性能的认识。此外,日本已经成功的将钢管混凝土作为梁应用于铁路桥中,它与钢梁桥相比可降低噪音,减小震动。在我国,矩形钢管混凝土梁很少被应用于实际工程中,其主要原因是对于矩形钢管混凝土受弯性能的试验与理论研究还很缺乏。从上述两个方面来看,对于矩形钢管混凝土的受弯性能的研究都是迫切需要的,也具一定的实际应用意义。为此,本文主要对以下几方面的内容进行研究:
首先,进行了6个宽厚比b/t<19的矩形钢管混凝土受弯构件的试验研究,试验结果表明该构件具有很高的承载力和很好的延性。
其次,采用纤维模型法对矩形钢管混凝土受弯构件荷载—变形关系进行理论分析,并用Fortran语言编写了程序,通过试验数据对其加以验证。利用程序回归出矩形钢管混凝土受弯构件的弯矩—曲率曲线的计算模型。在理论计算的基础上分析钢材屈服强度、钢管壁厚、截面高宽比及混凝土强度对矩形钢管混凝土受弯构件的弯矩—曲率关系的曲线影响;利用正交设计法分析各个参数对于矩形钢管混凝土受弯构件抗弯承载力的影响。
然后,将各国规程中矩形钢管混凝土受弯构件抗弯承载力的计算结果和试验结果进行对比分析,进而确定出最合理的计算方法。
最后,通过算例比较和试验比较,将钢筋混凝土梁,钢梁和矩形钢管混凝土梁的性能进行对比,发现矩形钢管混凝土梁在承载力、延性及经济效益等方面具有明显的优势,为该构件在实际工程中广泛应用提供了理论依据。