论文部分内容阅读
随着多层、高层建筑的迅速发展,钢与混凝土组合结构越来越受到人们的重视。方钢管-工字型钢骨混凝土组合柱作为一种新型的钢与混凝土组合结构,在工程中将有着广泛的运用。目前,国内外对方钢管-工字型钢骨混凝土轴压柱研究较多,对偏压柱研究很少。本文针对方钢管-工字型钢骨混凝土偏压柱的力学性能,进行了非线性数值模拟和理论分析,具体内容和相应的结论有以下几个方面:(1)针对方钢管-工字型钢骨混凝土偏压柱的力学性能,利用有限元软件ANSYS,进行了非线性数值模拟。在验证模型的基础上,分析了方钢管-工字型钢骨混凝土偏压柱的受力机理和破坏形态。结果表明:当荷载达到极限荷载时,受压侧方钢管和工字型钢骨达到屈服,受拉侧方钢管尚未达到屈服。在此基础上,分析了长细比、配骨指标、偏心距、混凝土强度等级、方钢管壁厚等因素对构件受力性能的影响。结果表明:构件的承载力随长细比的增加而减小;配骨指标的增加使承载力缓慢增加;偏心距的增长导致承载力快速下降;混凝土强度等级的增加使承载力提高;方钢管壁厚的增加使承载力提高。(2)结合有限元ANSYS计算结果,利用正交原理,研究长细比、混凝土强度等级、方钢管壁厚和偏心距对方钢管-工字型钢骨混凝土偏压柱极限承载力的影响程度,并探讨各因素水平对指标的影响。(3)分别采用极限承载状态设计法和叠加法,推出方钢管-工字型钢骨混凝土偏压柱的极限承载力计算公式,并与试验结果和有限元计算值进行了对比分析。结果表明,极限状态设计法和叠加法都能很好地预测方钢管-工字型钢骨混凝土偏压柱的承载力,皆偏于安全,为工程设计提供可靠的依据。