【摘 要】
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中空夹层钢管混凝土（Concrete-Filled Double skin Steel Tubular,CFDST）是一类在高层建筑、输电塔、大跨度桥梁、滨海和海洋结构、装配式结构等各类工程中具有广阔应用前景的复合构件。建立精确的轴压承载力预测模型对该构件的推广应用至关重要。本文以圆形CFDST短柱构件为研究对象,主要完成了两项工作:本文整理汇总了自1995年至今关于圆形CFDST短柱轴压承载力的
【基金项目】
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教育部春晖计划合作项目（Z2016156）；
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中空夹层钢管混凝土（Concrete-Filled Double skin Steel Tubular,CFDST）是一类在高层建筑、输电塔、大跨度桥梁、滨海和海洋结构、装配式结构等各类工程中具有广阔应用前景的复合构件。建立精确的轴压承载力预测模型对该构件的推广应用至关重要。本文以圆形CFDST短柱构件为研究对象,主要完成了两项工作:本文整理汇总了自1995年至今关于圆形CFDST短柱轴压承载力的研究。本文从试验、数值模拟、理论分析和承载力计算模型四个方面对现有研究的现状、结论以及不足进行了综述研究,对轴向荷载作用下的圆形CFDST短柱的受力机理、各部件间的相互作用进行了深入的分析。依据试验研究结果,本文建立并校准了一个全面的高质量的圆形CFDST短柱轴压试验数据库;依据试验和有限元结论,本文结合应力路径相关理论探讨了CFDST在轴向压力作用下的应力分布和作用于夹层混凝土上横向非均匀被动约束应力路径;对现有承载力预测模型的精度验算结果显示:目前为止,尚没有一个现存计算公式能够准确量化处于非均匀被动约束作用下的混凝土轴压承载力,数据驱动模型的预测精度高于有限元模型和现存计算公式,但缺乏物理意义和可推广性。基于第一项综述研究成果,本文构建了一个简洁、精确、可推广的非均匀被动约束混凝土承载力计算公式。依据圆形CFDST短柱轴压试验数据库,本文分析了影响CFDST短柱轴压承载力的主要因素,构建了高精度的数据驱动模型并利用该模型进行了参数分析研究,探讨了内、外钢管和空心率与作用于夹层混凝土上的非均匀被动约束应力的关系。结合应力路径相关理论,本文建立了夹层混凝土的轴压承载力预测公式,在该公式的基础上,进一步构建了通过简单参数修正即可用于精确预测圆形CFDST,钢管混凝土（Concrete-Filled Steel Tubular,CFST）、空心钢管混凝土（Hollow Concrete-Filled Steel Tubular,HCFST）、以及使用外不锈钢管的中空夹层钢管混凝土（Concrete-Filled Double skin Stainless-Steel Tubular,CFDSST）短柱构件的轴压承载力的计算公式。其中,CFDST短柱轴压承载力计算模型在对近30年文献中圆形CFDST短柱轴压承载力试验数据的验证中,误差均值（mean=0.995）,方差（SD=0.069）,100%的数据预测误差不超过20%,97.5%的数据预测误差不超过15%。较现有计算公式精度更高、离散度更小。
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