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型钢混凝土(Reinforced Steel Concrete,简称SRC)不规则结构中的角柱,在水平地震作用下受到扭转作用,构件往往处于压(或拉)弯剪复合受扭状态,受力机理比较复杂。此类构件的承载力与常规的压(或拉)弯剪构件相比较低,降低了结构整的体可靠度。目前国内两部型钢混凝土结构规程均未给出SRC构件的受扭承载力计算公式及相应设计方法。国外除日本规范按叠加法计算外其余各国规范均很少涉及SRC构件受扭计算,基于上述研究现状,本文采用试验研究、理论分析与有限元数值模拟相结合的研究方法,对H型钢混凝土柱复合受扭展开以下研究工作: 1、进行了六根H型钢混凝土柱在低周反复荷载作用下的复合受扭试验,以轴压比、扭弯比、混凝土强度等级、配箍率、配钢率为研究参数,获得了型钢混凝土柱在低周反复扭矩作用下的破坏特征,裂缝发展与分布规律。根据试验现象和试验扭矩-扭率曲线得出开裂扭矩、屈服扭矩、极限扭矩,并分析 H型钢混凝土柱的受力机理和变形性能。 2、针对试验得出的扭矩-扭率滞回曲线,分析各研究参数对试件复合受扭滞回性能、骨架曲线、延性、同一级位移荷载下的强度衰减、耗能能力及后期刚度退化的影响,分析H型钢混凝土柱在低周反复荷载下的复合受扭抗震性能。 3、利用Abaqus有限元分析软件对试验构件进行全过程仿真模拟,数值计算结果与试验结果基本相符,进一步论证了有限元分析方法的可行性。同时,在试验模型原有参数的基础上,通过扩大研究参数的取值范围,分析不同研究参数取值对扭矩-扭率曲线的影响规律,并结合试验现象分析H型钢混凝土柱受扭工作机理。 4、在试验研究基础上,依据第一强度理论取柱身中性轴处应力单元分析,根据主拉应力达到混凝土抗拉强度认为试件开裂原则,不考虑弯曲正应力的影响。利用本次试验中扭矩与剪力相关性,推导型钢混凝土复合受扭开裂扭矩。在变角空间桁架模型基础上,采用叠加法计算型钢混凝土复合受扭极限承载力。对比计算值与实测值对比发现,理论计算结果偏于保守。 5、对分析成果进行适当总结,并对试验及分析过程中存在的问题及后续研究提出建议。