【摘 要】
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普通钢筋混凝土柱承载能力和延性已经不能满足(超)高层建筑结构的要求,因此,钢骨混凝土柱,钢管混凝土组合柱等在工程实际中应用的越来越多。本文在钢骨混凝土柱和空间钢构架
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普通钢筋混凝土柱承载能力和延性已经不能满足(超)高层建筑结构的要求,因此,钢骨混凝土柱,钢管混凝土组合柱等在工程实际中应用的越来越多。本文在钢骨混凝土柱和空间钢构架混凝土柱的基础上,提出了一种新的组合柱,即内埋型钢空间钢构架混凝土短柱,该组合柱是在空间钢构架骨架里内置型钢并浇筑混凝土。本文通过对5个内埋型钢空间钢构架混凝土短柱和1个空间钢构架混凝土短柱试件进行轴压作用下的试验研究和有限元分析,并在此基础上,推导出了内埋型钢空间钢构架混凝土短柱极限承载力的计算公式。一共设计了6个试件,三个参数:角钢肢长、缀条净距、是否内埋型钢,在5000kN长柱试验机上进行了轴压试验研究。在试验过程中,重点观察试件在整个加载过程中的破坏形态、应变片采集的数值变化以及极限承载力。分析了荷载-位移曲线、荷载应变曲线等力学性能。试验表明增大角钢肢长、减小缀条净距可以增加内埋型钢空间钢构架混凝土短柱的极限承载力和改善变形能力。利用大型有限元软件ABAQUS建立内埋型钢空间钢构架混凝土短柱非线性有限元模型。在试验试件验证的基础上,选取角钢肢长、缀条宽度、配骨率、混凝土强度等级及缀条间距等作为参数,并建模分析。模拟分析表明,减小缀条间距,角钢肢长、配骨率、缀条宽度、混凝土强度等级的增加可以提高内埋型钢空间钢构架混凝土短柱的受力性能。并得到了内埋型钢空间钢构架混凝土短柱受力性能的主要因素:综合影响系数。在试验研究和机理分析的基础上,考虑了空间钢构架对核心混凝土的约束作用。推导出了内埋型钢空间钢构架混凝土短柱在轴压作用下的极限承载力的计算公式。计算结果与试验结果吻合较好,可作为该类短柱轴压承载力计算。
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