钢骨-钢管混凝土压弯构件受力性能分析

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钢骨-钢管混凝土组合柱是在空腹式钢骨混凝土柱和钢管混凝土组合柱(或核心柱)的基础上演变和发展起来的一种新型结构形式。该柱的中心部位设置钢管,在钢管的外侧四角设置钢骨(角钢),钢骨通过钢筋(按照箍筋要求)连接成整体,最后在钢管内外浇筑混凝土,从而形成钢骨-钢管混凝土组合柱。该结构中,钢管和钢骨分别对混凝土提供约束作用,从而其极限承载能力得到大幅提高,延性和塑性性能得到较大的改善。本文通过试验和理论分析相结合的方法,着重研究了钢骨-钢管混凝土组合短柱偏压力学性能,完成了以下工作:对配钢骨率不同的3根钢骨-钢管混凝土组合短柱进行了小偏压承载力的试验。详细介绍了试件的制作过程、加载设备、加载方法以及量测方法,分析了破坏机理,并由试验所得到的荷载位移曲线、各种材料荷载应变曲线对这种构件的偏压受力性能进行比较研究。得出了核心钢管内、外部分能够共同工作直至破坏。在此试验的基础上,分别基于钢筋混凝土构件计算方法和钢骨混凝土构件叠加计算方法两种思路讨论了钢骨-钢管混凝土组合柱正截面承载力计算。每种思路按忽略外包钢环箍效应、考虑外包钢环箍效应和按钢管混凝土核心柱三种情况计算极限承载力,与试验结果符合较好。从界限破坏时的平衡条件出发,推导出钢骨-钢管混凝土组合柱轴压比限值的理论计算公式和实用计算公式,结合试验分别给出了钢骨-钢管混凝土组合柱轴压比限值和轴力比限值系数。
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