【摘 要】
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钢管混凝土叠合柱作为一种在钢管混凝土和钢筋混凝土基础上发展起来的结构,具有承载力高、耐火性能好和抗震效果好等优点。目前对钢管混凝土叠合柱压扭力学性能方向研究仍较
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钢管混凝土叠合柱作为一种在钢管混凝土和钢筋混凝土基础上发展起来的结构,具有承载力高、耐火性能好和抗震效果好等优点。目前对钢管混凝土叠合柱压扭力学性能方向研究仍较少,本文为补充这一不足,针对方钢管混凝土叠合柱的压扭性能进行了研究。为促进钢管混凝土叠合柱的发展和扩大此结构的实际应用,更广泛更深入的研究都具有十分重要的意义。本文通过压扭试验和软件模拟两种研究方法,对方钢管混凝土叠合柱的纯扭及压扭力学性能进行了分析研究。最后在此基础上,参考相关文献及规范,总结以往相关研究成果,提出了方钢管混凝土叠合柱的抗扭及抗压扭极限承载力实用计算公式,简化其计算过程,为构件的设计提供了参考。具体进行了如下几个方面的研究工作:本文进行了一共10个方钢管混凝土叠合柱试件的纯扭及压扭力学性能试验,来探究该构件的力学性能、破坏形态、抗扭及抗压扭极限承载力、抗扭刚度以及各重要参数对纯扭及压扭力学性能的影响规律。在试验中现场测定得到的各材料属性的基础上,利用常用有限元分析软件ABAQUS按照实际情况建立纯扭及压扭受力状态下的有限元计算模型,并利用模型计算出了试件受力全过程。通过比较可知试验和有限元模型计算结果及扭矩-转角全过程曲线均吻合,验证了有限元模型的合理性。用验证后的模型,通过ABAQUS,采用控制变量法对方钢管混凝土叠合柱进行了纯扭及压扭力学性能的重要参数分析,包括含钢管混凝土率、钢管混凝土含钢率、钢管外混凝土强度、钢管内混凝土强度、钢管强度、纵筋强度箍和筋强度几个因素。本文提出了方钢管混凝土叠合柱抗扭及抗压扭极限承载力的实用计算方法,将公式的计算结果分别与试验结果和模拟结果进行比对,比对结果误差均在10%以内且离散性较小。从对比结果可知吻合良好,且偏于安全,抗扭及抗压扭极限承载力实用公式的可靠性得到了验证。
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