【摘 要】
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在建筑产业升级的道路上,建筑产业现代化是必须攻克的关卡,在政府的引领支持下,装配式钢结构建筑以其施工快速便捷、环境污染小等优势得到了长足的发展,但是随着人们对于生活品质追求的日益增长,传统装配式钢结构建筑的问题暴露出来,尤其是装配式建筑中框架柱的截面尺寸过大导致的室内空间不能得到充分利用,影响居住体验。组合钢管混凝土异形柱作为一种装配式构件,可以通过设计灵活的截面形式来解决这一问题。同时组成异形柱
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在建筑产业升级的道路上,建筑产业现代化是必须攻克的关卡,在政府的引领支持下,装配式钢结构建筑以其施工快速便捷、环境污染小等优势得到了长足的发展,但是随着人们对于生活品质追求的日益增长,传统装配式钢结构建筑的问题暴露出来,尤其是装配式建筑中框架柱的截面尺寸过大导致的室内空间不能得到充分利用,影响居住体验。组合钢管混凝土异形柱作为一种装配式构件,可以通过设计灵活的截面形式来解决这一问题。同时组成异形柱的两种材料性能可以互补,发挥良好的力学性能。异形柱的截面形式多种多样,本文通过设计轴压试验和有限元模拟的方法进行L形钢管混凝土柱轴压承载力的探究,并得到相关结论。在建研院与北新建材共同推出的BXSS建筑关键技术研发与示范应用项目的支持下,本文对L形钢管混凝土柱进行试验研究和有限元分析模拟,进而对其在常温和受火状态下的轴压极限承载力进行研究。本文主要研究内容及结论概括如下:（1）设计了三个不同厚度的L形钢管混凝土柱试件,展开轴压试验,以探究钢管厚度与L形钢管混凝土柱极限承载力之间的关系。试验部分清晰阐述了试件从设计到加工的全部过程,同时记录试验时产生的试验现象,采集试验数据,并对试验试件进行破坏形式的分析。（2）使用有限元软件ANSYS对L形钢管混凝土柱在常温下的极限承载力进行了模拟,并与现有试验结果比对,得到正确的有限元模型后进行了参数化分析,探究了含钢率与L形钢管混凝土柱极限承载力之间的关系:含钢率每提高10%,极限承载力提高25%。（3）通过常温静力模拟对比,从ANSYS软件转到更方便添加温度场的ABAQUS软件进行L形钢管混凝土柱受火状态下极限承载力的模拟,在ISO-834标准升温曲线受火3h的条件下,极限承载力损失34.8%,且发生了更大的向柱背一侧的弯曲变形。（4）采用韩林海提出的高温下钢材和混凝土的应力-应变关系曲线,验证有限元计算模型的正确性后,对于L形钢管混凝土异形柱进行了不同的恒高温作用下的轴压极限承载力模拟,研究结果表明:温度每升高100℃,极限承载力下降约5%,随着温度的提高,承载力下降速度减慢但不会停止。（5）通过对高温下L形钢管混凝土柱的核心混凝土应力云图的分析,得出结论:随着温度的提高,外壁钢管对于核心混凝土的约束作用会逐渐减弱并最终消失,结构很有可能发生脆性破坏。因此必须做好钢-混凝土组合构件的隔热和防火措施,避免安全隐患。
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