1、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)以其優(yōu)良的力學(xué)性能和良好的經(jīng)濟(jì)效益，廣泛地應(yīng)用在建筑結(jié)構(gòu)、橋梁結(jié)構(gòu)、海洋工程以及輸電線路工程中。薄壁鋼管結(jié)構(gòu)中填充混凝土可以有效地解決管壁局部屈曲問題，隨著我國特高壓輸電工程的積極推進(jìn)，大徑厚比薄壁圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)必將有其廣闊的應(yīng)用空間。由于該類結(jié)構(gòu)尚無完善的設(shè)計規(guī)范，這也使得開展相應(yīng)研究更具迫切性和實(shí)際意義。本文針對薄壁圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)力學(xué)性能和設(shè)計方法進(jìn)行研究，主要內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　(1)提出一種格構(gòu)式

2、鋼骨-薄壁圓鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，以解決大徑厚比軸壓構(gòu)件內(nèi)部混凝土約束不足的問題。對該類構(gòu)件柱開展軸壓試驗(yàn)研究和有限元數(shù)值模擬，分析配骨指標(biāo)、鋼骨含量、長細(xì)比和鋼材強(qiáng)度對組合柱承載力及破壞模式的影響，并通過有限元模型驗(yàn)證截面受力合理性。最終建立考慮鋼骨和鋼管混凝土之間的相互作用的格構(gòu)式鋼骨-圓鋼管混凝土軸壓承載力實(shí)用計算公式。
　　(2)開展薄壁圓鋼管混凝土相貫節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中系數(shù)試驗(yàn)研究和有限元數(shù)值分析，分別研究節(jié)點(diǎn)類型、主管管壁厚度對相

3、貫節(jié)點(diǎn)焊縫附近主管及支管壁應(yīng)力集中系數(shù)的影響。通過將試驗(yàn)結(jié)果與現(xiàn)行鋼管相貫節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中系數(shù)公式計算值對比，研究鋼管節(jié)點(diǎn)公式對鋼管混凝土節(jié)點(diǎn)的適用性。
　　(3)開展軸拉荷載作用下薄壁圓鋼管混凝土相貫節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能試驗(yàn)研究，分別研究主管內(nèi)核心混凝土對T型、Y型、K型和KT型相貫節(jié)點(diǎn)受力機(jī)理、破壞模式、管壁變形和極限承載力的影響。采用ABAQUS建立考慮鋼材不同應(yīng)力狀態(tài)下失效準(zhǔn)則、材料及幾何非線性、鋼管-混凝土接觸關(guān)系和實(shí)際焊縫尺寸的相

4、貫節(jié)點(diǎn)有限元分析模型。通過有限元模型分析節(jié)點(diǎn)幾何參數(shù)和材料參數(shù)對節(jié)點(diǎn)承載力的影響，同時得到?jīng)_剪破壞面上剪切應(yīng)力一般表達(dá)式。最終提出考慮破壞面空間性和實(shí)際剪切應(yīng)力分布規(guī)律的相貫節(jié)點(diǎn)沖剪破壞抗拉承載力設(shè)計公式。
　　(4)開展平面內(nèi)彎矩荷載作用下薄壁圓鋼管混凝土T型相貫節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能試驗(yàn)研究和有限元數(shù)值分析，研究主管內(nèi)核心混凝土對平面內(nèi)彎矩作用下T型相貫節(jié)點(diǎn)的受力機(jī)理、破壞模式、管壁變形和極限承載力的影響。通過節(jié)點(diǎn)參數(shù)研究和破壞面剪切應(yīng)

5、力分布情況分析，進(jìn)一步深入探究節(jié)點(diǎn)受力機(jī)理，建立節(jié)點(diǎn)受彎沖剪破壞承載力計算模型。最終提出平面內(nèi)彎矩荷載作用下鋼管混凝土T型相貫節(jié)點(diǎn)沖剪破壞抗彎承載力設(shè)計公式。
　　(5)開展軸拉、偏拉和平面內(nèi)彎矩荷載作用下薄壁圓鋼管混凝土十字插板連接節(jié)點(diǎn)力學(xué)性能試驗(yàn)研究。研究荷載類型、節(jié)點(diǎn)類型、主管壁厚、主管直徑、節(jié)點(diǎn)板厚等因素對鋼管混凝土板接節(jié)點(diǎn)工作機(jī)理和變形的影響。建立有限元分析模型，研究試驗(yàn)節(jié)點(diǎn)受力全過程，進(jìn)而深入了解主管內(nèi)混凝土對相應(yīng)節(jié)點(diǎn)