【摘 要】
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型钢高强混凝土是钢与高强混凝土相结合的产物,是现代钢结构和混凝土结构发展的一个新的方向。大量试验表明,型钢混凝土柱由于型钢分担了部分轴力,可以有效减小混凝土部分的
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型钢高强混凝土是钢与高强混凝土相结合的产物,是现代钢结构和混凝土结构发展的一个新的方向。大量试验表明,型钢混凝土柱由于型钢分担了部分轴力,可以有效减小混凝土部分的轴压比,提高柱的抗震性能。因此,型钢混凝土柱,特别是型钢高强混凝土柱在现代建筑中得到了较为广泛的应用。本文结合相关试验,运用理论分析和数值模拟的手段进行了型钢高强混凝土柱的抗震性能研究,主要包括以下几个方面:(1)本文在理论分析的基础上,提出型钢混凝土柱偏心距增大系数的两种求解方法,并以柱的受力特性为依据,采用以极限曲率为参数的偏心距增大法推导建立了偏心距增大系数η的计算公式,所建议公式适用于长细比大于10偏心受压柱承载力的计算,其精度较高且便于使用,可供实际工程参考。(2)本文对工字形配钢、十字形配钢的型钢高强混凝土柱的轴压比限值计算公式进行了修正,将型钢含钢率(p=As/A)和型钢的截面特性(ηs=AW/A)引入到轴压比限值计算公式中,通过修正公式分析了型钢截面特性和含钢率对轴压比限值的影响。分析结果表明,ηs对型钢高强混凝土柱轴压比限值的影响并不显著,随着ηb的增大,轴压比限值增加有限;但ps对轴压比限值的影响十分显著,随着ps的增大,轴压比限值减小(3)通过运用本文中所介绍的相关规范公式,对三种不同钢骨形式的型钢高强混凝土柱的承载力分别进行了比较。计算结果表明,在同等条件下,采用带翼缘十字形钢骨的型钢高强混凝土柱的承载力明显大于不带翼缘十字形钢骨形式的型钢高强混凝土柱承载力;同等配钢率下,工字形钢骨的型钢高强混凝土柱的承载力比带翼缘十字形钢骨的型钢高强混凝土柱的承载力大。(4)采用ANSYS软件进行了数值模拟,分别对比了三种型钢截面形式和三种轴压比对型钢高强混凝土柱的延性和耗能性能的影响。从计算结果可以看出,轴压比越小,延性系数越大,抗震性能越好;带翼缘十字形型钢柱的延性比不带翼缘十字形型钢柱的延性好。
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