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型钢混凝土结构作为一种新型结构形式,能够各自发挥其材料的性能,具有较为突出的优点,因而近年来,国内外对SRC结构进行了较为广泛的研究和推广应用,但对于SRC结构复合受扭性能的研究相对极少,而复合受扭又广泛存在于不规则结构角柱,空腹式SRC结构能够节约钢材,由四个角钢布置在截面角区并铺以钢缀板焊接形成空间桁架作为角钢桁架,截面形式对受扭较为有利。本文在此基础上,采用试验研究与有限元数值模拟相结合的办法对角钢桁架混凝土柱(Angle steel truss reinforced concrete column简称ASRCZ)的复合受扭性能展开研究。研究内容及相关成果如下: 本文通过6根承受单向压、弯、剪、单调扭矩复合作用下的角钢桁架混凝土柱,以轴压比,扭弯比,混凝土强度等级等为研究参数,揭示了角钢桁架混凝土柱复合受扭作用下的破坏特征和裂缝发展规律;获得了在单调扭矩复合受力作用下的非线性性能:如扭矩-扭率曲线、开裂扭矩、初始刚度、延性和承载力;并且分析了混凝土、钢筋、角钢及缀板的应力与应变分布特征;从而为确定其开裂扭矩、极限受扭承载力及变形能力提供依据。 将角钢桁架混凝土柱复合受扭过程分成理想化的四个阶段,即开裂前的弹性阶段、开裂阶段、开裂后的弹塑性阶段、以及破坏阶段。 在试验结果分析的基础上,提出了角钢桁架混凝土柱的开裂扭矩计算公式,分析结果表明,钢筋骨架和角钢桁架对开裂强度的提高作用不十分明显,在实用计算开裂扭矩时,可以不考虑钢筋骨架及角钢桁架的作用。在钢筋混凝土构件受扭理论和空间桁架模型的基础上,根据截面特点,将角钢桁架等效成钢筋骨架,提出了角钢桁架混凝土柱复合受扭承载力计算公式。 利用非线性有限元分析软件ABAQUS对本文试验的角钢桁架混凝土构件进行数值模拟计算,其计算结果与试验值结果较吻合,证明其方法的可行性。对角钢桁架混凝土柱在复合受扭作用下混凝土、钢筋、角钢的应力和应变分布规律以及裂缝的形成与发展情况进行了分析。