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钢管混凝土结构具有承载力高、塑性韧性好、施工方便和经济性能好等一系列突出优点,目前已被广泛地应用于高层建筑、工业厂房、拱桥以及地铁等实际工程中,并且正在逐步推广。其力学性能和设计理论也受到国内外学术界的广泛关注,并制定出有关的设计规程,但尚不够完善:极限承载力公式确定建立在一定的假设上,与实际受力状态不太相符;对界面之间摩擦及摩擦系数的考虑不周。本文的工作围绕以下几点展开:1.以钢管混凝土短柱为研究对象,将线性莫尔强度准则应用于核心混凝土,推导出钢管混凝土轴心受压极限承载力计算公式,将此公式的计算结果与已有试验结果相比较,吻合较好,为钢管混凝土极限承载力的计算提供一种简便的计算方法,可供工程设计者参考使用。2.建立纯混凝土短柱轴压有限元分析模型,利用有限元软件ADINA计算其承载力,得出围压与混凝土柱极限承载力的关系,并与适用于三向受压混凝土的线性莫尔强度准则的结果相比较,验证该混凝土模型的可信度。3.建立钢管混凝土轴压短柱的静力性能分析有限元模型,模型一是不考虑二者之间的粘结滑移性能,将两种材料接触面上的节点直接耦合;模型二是考虑界面之间的粘结滑移性能,在两种材料的接触面上定义接触单元,并定义摩擦系数。结果表明:考虑界面之间的粘结滑移,在界面之间定义接触单元能真实描述构件的受力状态;摩擦系数的大小和混凝土剪应力对构件的影响也很小,可以不考虑。并分析应力、应变、变形的分布及钢管壁厚和混凝土强度等级对其分布的影响。4.建立火灾条件下钢管混凝土短柱的有限元模型,模拟火灾条件下钢管混凝土柱的温度场分布,得出钢管混凝土构件在火灾条件下的温度场分布主要规律。温度场分析为进一步认识钢管混凝土结构的高温力学性能和耐火极限创造了条件。