鋼骨—鋼管混凝土組合短柱偏壓承載力試驗(yàn)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)向大跨、高聳、重載方向發(fā)展，結(jié)構(gòu)底部豎向構(gòu)件承受的軸向荷載越來越大，按照傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思路，即使采用軸向抗壓承載力較高的高強(qiáng)混凝土、鋼管混凝土或鋼骨混凝土柱仍不足以完全滿足工程應(yīng)用的需求，因此以承擔(dān)重載為目的，研究新型的組合柱設(shè)計(jì)方法成為一項(xiàng)有意義的工作。
　　 在近期提出的重載組合柱形式中，鋼骨—鋼管混凝土組合柱受到了人們的較多關(guān)注。該新型組合柱以鋼管混凝土柱為基礎(chǔ)，通過在截面中部增設(shè)鋼骨提高構(gòu)件的軸向承載力和改善延

2、性。從概念上這是一種理想的重載組合柱形式，但由于針對(duì)鋼骨—鋼管混凝土柱的研究工作尚處于初期階段，試驗(yàn)研究及理論分析均不充分，在承載力計(jì)算、延性性能及節(jié)點(diǎn)連接等諸多方面尚有待進(jìn)一步開展研究工作。本論文依托“新型鋼—混凝土組合構(gòu)件的受力機(jī)理及設(shè)計(jì)方法研究”項(xiàng)目，主要針對(duì)鋼骨—鋼管混凝土短柱的偏壓承載力進(jìn)行試驗(yàn)研究和數(shù)值模擬分析，以研究完善該新型組合柱的設(shè)計(jì)方法。本文進(jìn)行的主要研究工作如下：
　　 ①基于試驗(yàn)的鋼骨—鋼管混凝土短柱偏壓

3、極限承載力研究。針對(duì)不同的混凝土的強(qiáng)度、配骨指標(biāo)p和套箍指標(biāo)θ，設(shè)計(jì)了6個(gè)鋼骨—鋼管混凝土短柱試件，通過單調(diào)靜力加載，研究了混凝土強(qiáng)度、配骨指標(biāo)p和套箍指標(biāo)θ對(duì)鋼骨—鋼管混凝土短柱極限承載力的影響規(guī)律。試驗(yàn)結(jié)果表明：在受壓區(qū)鋼管縱向應(yīng)變達(dá)到受壓屈服前，平截面假定成立；鋼管局部屈曲是導(dǎo)致構(gòu)件喪失偏壓承載力的關(guān)鍵因素。
　　 ②基于有限元數(shù)值分析的鋼骨—鋼管混凝土短柱偏壓極限承載力影響因素分析。首先采用ANAYS分析軟件，建立了與試

4、驗(yàn)試件相對(duì)應(yīng)的有限元數(shù)值模擬模型，通過對(duì)實(shí)驗(yàn)試件的數(shù)值模擬，調(diào)校了有限元分析中參數(shù)取值及分析方法;通過改變混凝土強(qiáng)度、配骨指標(biāo)p、套箍指標(biāo)θ以及偏心率等參數(shù)，對(duì)鋼骨—鋼管混凝土短柱偏壓極限承載力的影響因素顯著性進(jìn)行了檢驗(yàn)。主要結(jié)論為：偏壓承載力隨著混凝土強(qiáng)度增大而增大，但其變形能力將下降；增大配骨指標(biāo)p或套箍指標(biāo)θ，均可有效地提高偏壓承載力和延性；套箍指標(biāo)θ對(duì)承載力影響最顯著；
　　 ③鋼骨—鋼管混凝土短柱偏壓承載力計(jì)算公式的初