【摘 要】
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现代建筑结构为了实现大跨和超高,对建筑构件的力学性能提出了更高的要求。传统混凝土结构存在自重大、抗裂性能差等缺点,传统钢结构又易发生屈曲、稳定性较差、抗火性能差,这两种传统的工程结构逐渐不能满足现代建筑日新月异的发展。为了实现建筑结构的大跨、超高以及满足结构的抗火抗风抗震等需求,应运而生了钢管混凝土结构。钢管混凝土结构作为一种新型的组合结构,由于其具有高强、抗震等优异的性能,在工程领域得到了越来越
【基金项目】
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国家自然科学基金面上项目（51178087）； 黑龙江省自然科学联合引导基金项目（LH2020E018）； 哈尔滨工业大学结构灾变与控制教育部重点实验室开放基金项目（HITCE201908）； 中国地震局工程力学研究所基本科研业务费专项资助项目（2020D07）；
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现代建筑结构为了实现大跨和超高,对建筑构件的力学性能提出了更高的要求。传统混凝土结构存在自重大、抗裂性能差等缺点,传统钢结构又易发生屈曲、稳定性较差、抗火性能差,这两种传统的工程结构逐渐不能满足现代建筑日新月异的发展。为了实现建筑结构的大跨、超高以及满足结构的抗火抗风抗震等需求,应运而生了钢管混凝土结构。钢管混凝土结构作为一种新型的组合结构,由于其具有高强、抗震等优异的性能,在工程领域得到了越来越广泛地运用。随着建筑材料的不断发展,工程水泥基材料逐渐成为工程领域的热点问题,应变硬化水泥基复合材料（SHCC）作为水泥基材料的代表已经被广泛地展开研究并有了一定范围的工程应用。基于钢管混凝土结构和应变硬化水泥基复合材料的发展趋势,本文提出了一种钢管应变硬化水泥基复合材料翼缘-蜂窝腹板组合柱。应变硬化水泥基复合材料被浇注到钢管内部形成钢管应变硬化水泥基复合材料翼缘,再用蜂窝钢腹板连接两个翼缘部分,形成一种新型的组合柱。本文的主要研究工作如下:基于ABAQUS有限元软件,采用双折线钢材本构模型、约束混凝土本构模型和三折线SHCC本构模型建立已有试验试件有限元模型,对比试验与有限元的荷载-位移曲线,验证本文建模方法的正确性和本构模型选取的合理性。为了研究足尺钢管应变硬化水泥基复合材料翼缘-蜂窝腹板柱轴压性能和受力机理,考察不同因素对该类组合柱轴压承载力和延性的影响规律,以约束效应系数（ξ）、钢管强度(fyk)、SHCC的纤维掺量（ω）、长细比（λ）、距高比（s/hw）、孔高比（d/hw）和钢腹板厚度（t）为主要参数,共设计了7组26根足尺试件,获得该类组合柱的轴向荷载-位移曲线破坏形态、应力应变分布规律和受力机理。最后,基于组合柱的受力机理,采用1st Opt软件回归出此类组柱的轴压承载力计算公式。为了研究足尺钢管应变硬化水泥基复合材料翼缘-蜂窝腹板柱抗震性能,以截面配钢率（α）、SHCC的纤维掺量（ω）、剪跨比（λs）、钢管强度(fyk)、轴压比（n）、距高比（s/hw）和孔高比（d/hw）为主要参数,共设计了8组30根足尺试件,开展滞回性能的数值仿真分析,研究不同参数对组合柱滞回曲线、骨架曲线、耗能能力、抗力衰减和刚度退化的影响。最后,基于有限元计算得到的结果,统计回归得到此类组合柱的恢复力模型。
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