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摘要
随着高强度材料的发展与应用,以及对轻质大跨工程结构的实际需求,高强钢管-超高性能混凝土组合结构应运而生。高强钢管与超高性能混凝土(UHPC)的结合可以大幅度提高实际工程结构的承载能力,同时也可以有效降低结构自重。通过对3组高强钢管-超高性能混凝土拱肋模型进行五点对称竖向加载试验和有限元数值模拟,研究了高强钢管与UHPC组合而成的钢管混凝土拱的承载能力,并与已有研究的高强钢管-高强混凝土拱、高强钢管-普通混凝土拱的承载能力进行了对比分析。结果表明:拱肋模型受轴压为主,试件在达到极限承载力的70%之前处于弹性阶段,当拱肋截面上、下翼缘出现拉、压应变时,该截面会发生较大的塑性变形,其中拱脚处应变值最大;UHCFST拱承载能力随着混凝土强度、钢管强度、含钢率和矢跨比的增加而增加,随着长细比的增加而减小。通过参数分析,提出了UHCFST抛物线拱的承载能力设计式,并通过将计算式计算曲线与有限元计算的稳定系数对比,得到99%有限元计算结果都在所提计算式曲线上方,表明该式可以有效预测UHCFST拱平面内弹塑性承载力,可为实际工程设计提供理论参考。
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