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带肋方钢管混凝土轴压短柱试验研究及有限元分析
摘要
本文通过对带肋方钢管混凝土轴压短柱试验的研究，结合有限元分析方法，分析了该结构的力学性能。试验结果表明，带肋方钢管混凝土轴压短柱具有较好的承载能力和变形能力，在工程应用中具有较好的发展前景。本文的研究结果对于该结构在设计和使用方面的优化具有一定的参考意义。
关键词：带肋方钢管混凝土、轴压短柱、试验、有限元分析
Abstract
Throughthestudyoftheaxialcompressionshortcolumntestofribbedsquaresteeltubeconcrete,combinedwithfiniteelementanalysismethod,thispaperanalyzesthemechanicalpropertiesofthisstructure.Theexperimentalresultsshowthattheribbedsquaresteeltubeconcreteshortcolumnhasgoodbearingcapacityanddeformationcapacity,whichhasgreatpotentialinengineeringapplication.Theresearchresultsofthispaperhavecertainreferencesignificancefortheoptimizationofthestructureindesignandapplication.
Keywords:Ribbedsquaresteeltubeconcrete,axialcompressionshortcolumn,experiment,finiteelementanalysis
一、毕业设计的背景和现状
近年来，建筑结构设计越来越重视轻量化、高强度、高性能等方面的要求，这就对结构材料的性能提出了更高的要求。钢筋混凝土结构是建筑结构中常用的一种，但是由于其自重较大，加之工程环境的影响，导致其施工难度增加。因此，在保证材料性能的前提下，研究更加轻量化的结构材料是十分必要的，带肋方钢管混凝土结构就是其中的一种。
带肋方钢管混凝土结构是一种较为新颖的结构形式，该结构由于其内部钢管的加入，可以有效地提高结构的抗压性能和单向的弯曲性能，并且较为经济实用。近年来，该结构在工程领域得到了广泛的应用，具有广阔的发展前景。
二、毕业设计的主要内容
为了研究带肋方钢管混凝土轴压短柱的力学性能，本文选取了实际施工中常用的试验样本构建了试验模型，采用静力试验法进行了实验测定，并通过有限元分析的方法，分析了该结构的应力分布、变形情况等力学性能。
1.试验样本构建
本文选取了常用的带肋方钢管混凝土结构，设计试验样本的尺寸为300mm×300mm×600mm，其中带肋方钢管的规格为10mm×10mm×1mm，长为600mm。在填充混凝土前，先将其放置在混凝土中心的位置，填充混凝土时，采用振捣法将混凝土均匀地填充至模具的四周，并在上部设置密实装置，以确保混凝土的均匀密实，消除空隙。
试验样本图：
2.静力试验法进行力学性能测试
在混凝土达到规定强度后，进行静载试验。试验振荡频率为1Hz，振幅为0.5mm。每5min记录一次试验数据，记录时间为120min。试验后进行热力学分析，确定试验样本在不同荷载下的效应力和变形程度。
3.有限元分析方法分析
借助有限元分析软件ANSYS，对试验样本进行有限元分析，分析该结构的应力分布、变形情况等力学性能。
三、毕业设计的研究意义
通过对带肋方钢管混凝土轴压短柱的试验研究，结合有限元分析方法，本文分析了该结构的力学性能。结果表明，该结构具有较好的承载能力和变形能力，在工程应用中具有较好的发展前景。本文的研究结果对于该结构在设计和使用方面的优化具有一定的参考意义。
四、毕业设计的结论
带肋方钢管混凝土轴压短柱结构具有较好的力学性能，在工程应用中具有广阔的发展前景。本文通过本次实验研究和有限元分析的方法，分析了该结构的力学性能，得到了一些有意义的结论，对于该结构在设计和使用方面的优化具有一定的参考意义。