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钢管混凝土结构近年得到迅速发展,其重要优势在于钢管和混凝土两种材料在受力过程中的套箍作用,但是脱粘现象的出现会对套箍作用的发挥产生较大影响。由于实际工程中脱粘问题几乎无法避免,为了解脱粘对钢管混凝土单圆管柱和拱力学性能的影响,本文采用实际工程中调查获得的脱粘空隙尺寸,开展了试验研究和有限元分析,主要工作和结论有以下几方面:(1)以脱粘空隙弧长率作为主要研究参数,进行了钢管混凝土短柱偏压试验研究。试验结果表明,随脱粘空隙弧长率的增大,试件极限承载力和延性均显著降低。(2)采用通用有限元软件ABAQUS建立了无脱粘和有脱粘钢管混凝土单圆管柱的有限元模型,并利用试验结果验证其正确性。提出了考虑脱粘空隙弧长率影响的钢管混凝土柱极限承载力折减系数(简称为脱粘折减系数)。参数分析表明,影响钢管混凝土轴压短柱脱粘折减系数的主要因素为套箍系数和脱粘空隙弧长率;对于轴压长柱,套箍系数作用并不明显,影响其脱粘折减系数的主要因素为长细比和脱粘空隙弧长率;影响偏压柱脱粘折减系数的主要因素为长细比、偏心率和脱粘空隙弧长率。(3)在参数分析的基础上,提出了脱粘轴压折减系数KN和脱粘弯矩折减系数KM的计算公式,结合已有研究成果,可用于估算不同脱粘空隙弧长率下钢管混凝土单圆管轴压柱和偏压柱极限承载力折减系数。与试验和有限元结果进行的比较表明该公式具有较高精度,可供实际工程应用。(4)采用脱粘钢管混凝土柱的有限元模拟方法,建立了无脱粘和有脱粘钢管混凝土单圆管拱的有限元模型。参数分析表明,随脱粘空隙弧长率和脱粘空隙长度的增大,钢管混凝土单圆管拱极限承载力降低;不同脱粘位置对拱极限承载力的影响不同:两点非对称加载下,当脱粘位置位于L/4处时对其影响较大;当脱粘位置位于与加载点同侧L/4到拱脚范围内时,拱极限承载力下降较多,接近沿拱轴和截面方向全脱粘时拱的极限承载力。(5)考虑脱粘空隙弧长率对钢管混凝土单圆管拱极限承载力的影响,引入脱粘轴压折减系数KN和脱粘弯矩折减系数KM的计算公式,对钢管混凝土单圆管拱极限承载力计算的等效梁柱法进行了修正。算例分析证明该方法可以用于估算不同脱粘空隙弧长率的钢管混凝土单圆管拱的极限承载力,具有较高精度。