圆钢管混凝土轴心受压短柱承载力计算及可靠度分析

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由于钢管和混凝土的相互作用,二者优势互补,圆钢管混凝土(以下简称CCFST)柱具有承载力高、延性好、耐疲劳、耐冲击等优点。国内外学者对CCFST柱进行了大量的研究工作,并取得了丰硕的成果。但是随着建筑物高度的不断增加和跨度的不断增大,柱子承受的压力也越来越大,并且对于抗震的要求也越来越高,因此对于CCFST的研究也日趋深入。本文一共收集了国内外529个CCFST轴压短柱试验的数据,在前人的理论和基础之上,对CCFST轴压短柱承载力计算方法进行了分析,并在此的基础上提出了一个修正公式,最后对典型公式和本文修正公式进行了可靠度对比分析。主要研究内容包括以下几个方面:(1)系统介绍了轴压CCFST短柱承载力计算公式的三大理论体系,以及国内外一些典型的计算公式,包括规范规程以及一些学者提出的比较有影响力的计算公式。收集了国内外一共529个轴压CCFST短柱的试验数据,并对上述公式进行了对比分析。(2)在大量数据的基础上,基于《钢管混凝土结构技术规范》(GB 50936-2014)中的两个计算公式,分析了套箍系数、混凝土强度、钢管强度和钢管直径对计算公式准确性的影响,同时利用收集的数据分析了CCFST短柱的轴压破坏机理。在分析结果的基础上,以钢管强度、混凝土强度和试件的尺寸为基本独立参数,基于叠加原理,提出了一个全新的轴压CCFST短柱承载力计算公式。(3)基于中国规范(GB 50936-2014)、美国规范(AISC)、欧洲规范(EC4)以及本文修正公式,对轴压CCFST短柱进行了可靠度分析,分析了计算模型误差类型、含钢率、钢管强度、混凝土强度、荷载、荷载类型等因素对轴压CCFST短柱可靠指标的影响。
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