不锈钢-高强混凝土-普通钢双壁空心柱抗震性能研究

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不锈钢-高强混凝土-普通钢双壁空心柱以其承载力高、耐腐蚀性强、后期维护成本低等特点在众多结构中脱颖而出,受到广大学者青睐。该类组合结构十分符合我国建筑行业轻量化、高效化的发展趋势,具有广阔的应用前景,在海洋工程、桥梁工程等抗腐蚀性要求高的领域中得到了充分重视与利用。本文利用实验与有限元相结合的方法,研究了不锈钢-高强混凝土-普通钢双壁空心柱在循环荷载作用下的损伤破坏机理,为后期研究该类结构的抗震性能提供理论依据和参考。具体研究内容如下:(1)设计了18根不锈钢-高强混凝土-普通钢双壁空心柱,通过对该类组合柱在单调荷载和循环荷载作用下的试验,研究了该类组合柱在不同空心率和混凝土强度影响下的力学性能。试验结果表明:增大空心率将导致轴压承载力降低;提高混凝土强度,其轴压承载力提高;循环加卸载对其轴压承载力的影响并不明显。(2)在考虑材料、边界和几何非线性的基础上,进行了该类组合柱在循环荷载作用下的有限元分析。对比发现,有限元计算结果与试验结果吻合良好,验证了材料本构、单元类型和边界条件的合理性及模型的可靠性。(3)通过对该类组合柱在水平低周往复荷载作用下的模拟分析,研究了不同轴压比、混凝土强度、空心率、外钢管屈服强度和长细比对其抗震性能的影响。分析表明:轴压比和长细比对不锈钢-高强混凝土-普通钢双壁空心柱的抗震性能影响最显著。通过本文的研究,可为该类组合柱在实际工程中的运用提供实验基础和理论参考。
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