【摘 要】
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在国家政策大力支持和钢产量逐年提高的大环境下,我国装配式建筑发展迅速,组合异形柱作为装配式建筑的重要组成构件,其越来越多的应用在钢结构住宅和超高层建筑中。L形双板连接方钢管混凝土组合异形柱（简称LCFST-D）相比于L形单板连接方钢管混凝土组合异形柱（LCFST-S）具有更高的承载力、更好的延性和整体性等优点,具有更好的应用前景。现阶段对LCFST-D柱的研究主要集中在偏压和轴压性能研究,但对于异
【基金项目】
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国家重点研发计划（2019YFD1101005）；
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在国家政策大力支持和钢产量逐年提高的大环境下,我国装配式建筑发展迅速,组合异形柱作为装配式建筑的重要组成构件,其越来越多的应用在钢结构住宅和超高层建筑中。L形双板连接方钢管混凝土组合异形柱（简称LCFST-D）相比于L形单板连接方钢管混凝土组合异形柱（LCFST-S）具有更高的承载力、更好的延性和整体性等优点,具有更好的应用前景。现阶段对LCFST-D柱的研究主要集中在偏压和轴压性能研究,但对于异形柱的双向偏压均采用刀铰,其试验和模拟均未能准确反映其相关力学性能,同时缺少对其纯弯性能研究,本文通过试验和模拟来进行相关问题的深入研究,主要内容如下:（1）使用球铰支座对LCFST-D柱进行一个轴压试验和偏心距为40mm与80mm的两个偏压试验,从LCFST-D试件挠曲变形特征、变形模态和端板转动情况等方面对比刀铰和球铰加载的异同。从承载力、刚度、延性、横向和纵向应变特征、挠度等方面研究解除双向转动约束球铰加载的异形柱双向偏压的力学性能。试验表明随着偏心距增大,LCFST-D试件承载力降低,破坏模态为双向弯曲失稳,无扭转,验证球铰加载可以有效释放端部转动约束。（2）建立LCFST-D柱有限元模型,从破坏模态、承载力、荷载-位移曲线等方面验证有限元模型的准确性。从破坏模态、挠度、承载力和端板转动情况等方面研究球铰、刀铰和刚性垫块加载对双向偏压加载的影响和区别,刀铰比球铰加载承载力提高7.7%,验证球铰加载对双向偏压异形柱更加准确。以偏心距为变量进行参数化,画出LCFST-D柱延工程轴双向偏压的N-M相关曲线,以柱高度为变量,研究高度对LCFST-D柱正向和负向偏压加载的力学性能的影响。（3）为方便推导异形柱压弯公式,本章对LCFST-D柱进行纯弯性能研究。建立LCFST-D柱纯弯有限元模型,通过文献中试验数据验证其有限元模型的准确性,在此基础上进行参数化分析,研究混凝土材性、钢材材性、连接板厚度和宽度、方钢管边长和壁厚等参数对LCFST-D柱正向和负向纯弯承载力的影响。（4）对比现有拟钢理论、拟混凝土理论、统一理论和叠加理论对组合结构纯弯承载力的计算公式,以叠加理论为基础,计算出LCFST-D柱绕弱轴正向和负向弯矩承载力公式,并与有限元数据进行对比,验证公式的准确性,为LCFSTD柱研究奠定基础。
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