高强钢管-高强混凝土(HS-CFST)拱平面内承载能力研究

《高强钢管-高强混凝土(HS-CFST)拱平面内承载能力研究》是一篇关于结构工程领域的学术论文，主要探讨了由高强钢管和高强混凝土组合而成的构件在平面内的承载能力。该论文的研究背景源于现代建筑对高强度、轻质和耐久性材料的需求日益增加，而HS-CFST结构因其优越的力学性能和经济性，在桥梁、高层建筑以及大跨度结构中得到了广泛应用。

HS-CFST结构是将高强混凝土灌入高强钢管内部形成的组合构件，这种结构结合了钢管的抗压和抗拉性能以及混凝土的抗压性能，具有较高的承载能力和良好的延性。论文通过理论分析、数值模拟和试验研究等多种方法，系统地研究了HS-CFST拱在平面内的受力行为，包括极限承载力、变形特性以及破坏模式等。

在理论分析部分，论文首先介绍了HS-CFST构件的基本构造和工作原理，并基于弹性力学和塑性理论推导了相关公式，用于计算其在不同荷载条件下的承载能力。同时，作者还考虑了钢管与混凝土之间的粘结滑移效应，以及由于温度变化和收缩引起的应力分布变化，从而更准确地预测结构的实际性能。

在数值模拟方面，论文采用了有限元分析方法，利用专业软件对HS-CFST拱进行了建模和仿真。通过设置不同的参数，如钢管厚度、混凝土强度等级、拱的曲率半径等，研究这些因素对结构承载能力的影响。结果表明，随着钢管厚度和混凝土强度的提高，结构的极限承载力显著增强，而在特定条件下，过大的曲率半径可能导致局部失稳，影响整体结构的安全性。

为了验证理论分析和数值模拟的结果，论文还进行了大量的试验研究。试验过程中，作者设计并制造了多个HS-CFST拱试件，采用液压加载设备对其进行平面内加载，记录荷载-位移曲线，并观察试件的破坏过程。试验数据与理论计算和数值模拟结果基本吻合，证明了所提出方法的可行性。

此外，论文还对比分析了HS-CFST结构与其他传统结构（如普通钢管混凝土和钢结构）在承载能力方面的差异。结果显示，HS-CFST结构不仅在承载力上具有明显优势，而且在抗震性能和耐久性方面也表现出良好的特性，尤其适用于地震多发地区或需要长期服役的工程。

论文最后总结了HS-CFST拱在平面内的承载能力研究成果，并提出了进一步研究的方向。例如，可以探索不同截面形状、不同材料配比以及不同施工工艺对结构性能的影响，以进一步优化设计方法和提升工程应用效果。同时，作者建议在实际工程中应充分考虑环境因素和长期荷载作用，以确保结构的安全性和可靠性。

综上所述，《高强钢管-高强混凝土(HS-CFST)拱平面内承载能力研究》是一篇具有重要理论价值和实际意义的学术论文，为HS-CFST结构的设计和应用提供了科学依据和技术支持，对推动现代结构工程的发展起到了积极作用。