方鋼管混凝土組合異形柱結(jié)構(gòu)力學性能與工程應(yīng)用研究.pdf

1、方鋼管混凝土組合異形柱是一種新型的柱結(jié)構(gòu)形式，該柱能夠包裹在墻體內(nèi)部，增加使用面積，能夠發(fā)揮鋼管混凝土結(jié)構(gòu)與異形柱結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。為了降低用鋼量并匹配建筑平面布置，經(jīng)常使用L形柱。針對此方鋼管混凝土組合異形柱，本文進行了體系的構(gòu)造形式研究、構(gòu)件軸壓、構(gòu)件壓彎、構(gòu)件抗震性能的有限元分析與試驗研究、設(shè)計方法及工程應(yīng)用研究。
　　提出了直接連接和間接連接的螺栓連接方鋼管混凝土組合異形柱、開孔鋼板連接形式的方鋼管混凝土組合異形柱，并比較了靜力

2、性能，發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)有技術(shù)條件下，焊接開孔鋼板連接形式的方鋼管混凝土組合異形柱為最優(yōu)形式，提出了方鋼管混凝土組合異形柱外肋環(huán)板節(jié)點構(gòu)造形式和計算方法。
　　進行了2根組合異形柱的軸壓試驗和有限元模擬，其中一根為填充混凝土試件，一根為空鋼管試件，通過試驗與有限元分析，發(fā)現(xiàn)：填充混凝土后極限承載力提高21％，剛度提高，延性有所下降；開孔鋼板和加勁肋作為連接形式能夠很好的保證單肢柱協(xié)同工作；填充混凝土的試件連接板可以簡化為橫向和斜向綴條進行計

3、算；試驗結(jié)果與有限元分析結(jié)果吻合很好。
　　進行了2種加載角度的方鋼管混凝土組合異形柱壓彎試驗與有限元模擬，得到以下結(jié)論：兩個試件分別發(fā)生了繞單軸的單向壓彎和繞弱軸的雙向壓彎，而且雙向壓彎的變形與應(yīng)力狀態(tài)均繞著對稱軸對稱分布；兩個試件的極限承載能力基本相同，單向壓彎試件剛度較大，原因是由于試件的破壞是由于單肢柱頂?shù)木植壳?，極限承載力由單肢極限承載力控制；連接板可以簡化為橫向和斜向綴條受力；試驗結(jié)果與有限元分析結(jié)果基本吻合。<

4、br>　　進行了3個方鋼管混凝土組合異形柱擬靜力試驗和有限元模擬，試驗參數(shù)為軸壓比和單肢長細比，得到以下結(jié)論：方鋼管混凝土組合異形柱滯回曲線飽滿，具有較好的延性和耗能能力；隨著軸壓比的增加剛度增加，但是承載力、延性和耗能能力降低，隨著長細比的降低剛度和承載力增加，但是延性和耗能能力降低；連接板可以簡化為橫向和斜向綴條受力；試驗結(jié)果與有限元分析結(jié)果基本吻合。
　　利用MIDAS軟件，提出了方鋼管混凝土組合異形柱-H型鋼梁結(jié)構(gòu)體系的設(shè)