蜂窩狀鋼骨混凝土不對稱十字形柱正截面承載力研究.pdf

1、近年來，對于鋼筋混凝土異形柱的研究已經(jīng)取得了一定的進(jìn)展，在大量的理論研究和工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，已經(jīng)出臺了很多相應(yīng)的規(guī)程供設(shè)計(jì)人員參考。但對于鋼骨混凝土異形柱，國內(nèi)外的研究資料卻很少。桁架式鋼骨混凝土柱斜截面承載力及抗震性能不如實(shí)腹式鋼骨混凝土柱，而常規(guī)實(shí)腹式鋼骨與混凝土粘結(jié)性能又比較差，所以，本文在總結(jié)二者優(yōu)缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提出了蜂窩狀鋼骨混凝土異形柱。該異形柱可克服桁架式鋼骨混凝土異形柱及常規(guī)實(shí)腹式鋼骨混凝土異形柱的缺點(diǎn)，同時(shí)又秉承了兩者

2、的優(yōu)越性。因此，對該新型異形柱的受力性能進(jìn)行研究，具有重要的理論意義與實(shí)用價(jià)值。
　　 本文首先提出這種新型的鋼骨混凝土異形柱，并對其主要截面形式--蜂窩狀鋼骨混凝土不對稱十字形柱進(jìn)行了雙向偏心受壓的試驗(yàn)研究。然后，運(yùn)用通用有限元軟件ANSYS對它進(jìn)行了非線性有限元分析，重點(diǎn)比較分析了配鋼率、配筋率、配箍率、腹板開洞率、混凝土強(qiáng)度等級、鋼材牌號、長細(xì)比、加載角和偏心距等因素對構(gòu)件極限承載力的影響。最后，對現(xiàn)有鋼骨混凝土異形柱的正

3、截面承載力計(jì)算方法進(jìn)行了探討。
　　 通過上述的試驗(yàn)研究，揭示了蜂窩狀鋼骨混凝土不對稱十字形柱的工作機(jī)理和破壞形態(tài)，初步掌握了蜂窩狀鋼骨混凝土不對稱十字形柱構(gòu)件破壞的一般規(guī)律，發(fā)現(xiàn)平截面假定依然成立；在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用有限元軟件對它進(jìn)行數(shù)值模擬分析，并將有限元程序的計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了比較，兩者吻合較好，證明了有限元分析模型與方法的正確性。通過大量的有限元分析發(fā)現(xiàn)，鋼骨腹板開洞后能夠增強(qiáng)鋼骨與混凝土的粘結(jié)力，增加了組合效應(yīng)并提

4、高了整體工作的受力性能；配鋼率的增加能明顯提高構(gòu)件正截面承載力，配鋼率在5％-9％時(shí)為影響顯著區(qū)域，配鋼率大于9％對承載力的提高并不顯著，所以建議配鋼率在5％-9％為宜；混凝土強(qiáng)度等級及鋼材牌號的增加對正截面承載力影響明顯，隨著混凝土或型鋼承載力的提高，試件的極限承載力也增大很多；配筋率的增大可以提高構(gòu)件的承載力，但效果不是太明顯；配箍率的變化對構(gòu)件正截面承載力幾乎沒有影響；長細(xì)比對于理想的中、長柱或考慮初始缺陷的柱有顯著的影響，隨著長