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近年来,方钢管混凝土组合结构由于其承载能力高,塑性和延性好,优异的抗震性能等特点,在各种地下结构,工业厂房,高层及超高层结构,大跨度建筑及桥梁等工程中的应用前景良好。但在国内外,对方钢管-钢骨混凝土柱这一新兴组合柱结构的研究较少并且不是非常系统,阻碍了该新型组合柱的发展及应用。 本文针对方钢管-钢骨高强度混凝土组合长柱,在轴压荷载作用下的试验研究,通过理论分析与有限元模拟,进一步研究了方钢管-钢管高强度混凝土组合长柱的轴压受力性能,从而为该型组合长柱在工程实际中的运用提供初步的设计依据。主要研究内容包括有以下工作: 1.简要描述了方钢管-混凝土结构的理论分析方法,回顾了组合柱非线性分析主要研究状况。 2.推导了方钢管-钢骨高强度混凝土组合长柱轴压承载力简化计算模型,得出了方钢管-钢骨高强度混凝土组合长柱轴压承载力的解,所得结果与实验数据以及有限元数值结果吻合良好,为工程初步设计提供了参考依据。 3.在大长细比、轴压加载作用下,利用大型有限元软件ANSYS,分析方钢管-钢骨高强度混凝土组合长柱的力学性能。按试验概况,建立了足尺寸的三维有限元数值分析模型,并对建立的模型进行非线性有限元数值模拟,有限元计算出来的荷载—轴向应变曲线、极限承载力和延性系数与试验结果进行比较,曲线数据吻合良好,有效证明了本文建立的有限元模型的有效性。 4.为了更加深入的了解该组合柱的力学性能,利用有限元分析了不同含骨率,混凝土强度,方钢管宽厚比等参数对方钢管-钢骨高强度混凝土组合长柱的承载力以及屈曲性能的影响。