钢管混凝土叠合柱偏心受压试验研究及承载力计算分析

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钢管混凝土叠合柱是在钢筋混凝土柱的截面中部设置钢管混凝土的一种叠合构件,已形成我国自主开发的一种结构体系,并在实际工程中已有应用。本文通过进行叠合柱的偏心受压试验和理论分析,研究了叠合柱的压弯性能,主要完成了以下工作:1、对本次钢管混凝土叠合柱偏心受压的试验方案进行了设计,包括试件的设计、数据采集方案以及加载方案等。总共设计制作了13个叠合柱试件,并按照偏心距、置换系数(钢管直径/截面宽度)和纵筋配筋率三个参数分为三组。2、通过对叠合柱试件进行偏心受压试验,研究了叠合柱从加载到破坏的全过程,考察了试件的破坏形态,讨论了各参数对叠合柱压弯性能的影响。试验结果表明:(1)钢管混凝土叠合柱在不同偏心距的荷载作用下表现出不同的破坏形态:大偏心受压和小偏心受压。大偏心受压试件表现出良好的延性特征。(2)随着偏心距的增大,叠合柱的极限承载力降低。(3)在相同含钢量的情况下,增大置换系数对叠合柱承载力的提高效果有限;(4)增大纵筋配筋率可以提高叠合柱的极限承载力,并且会使叠合柱的破坏形态发生改变。(5)钢管混凝土叠合柱存在残余承载力,可以起到结构震后抗倒塌的作用。3、在试验数据的基础上,对叠合柱偏心受压的承载力进行计算分析。参考相关规范,在对钢管混凝土和外围钢筋混凝土两部分承载力的计算值和试验值进行比较后,通过回归分析,分别提出在钢管混凝土计算公式中计入稳定性提高系数γ,在钢筋混凝土计算公式中计入强度提高系数β,从而得到一种叠合柱承载力的计算方法。根据验算结果,采用此方法计算的叠合柱承载力与试验值吻合较好,该方法可供工程实际参考。
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