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摘要:实心钢管混凝土构件是在钢管中现浇混凝土养护而成的组合构件,而空心钢管混凝土构件是利用预制或者离心成型技术并经过蒸发养护而成的空心组合结构。两种材料组成的组合结构在相互之间有着优势互补的效果,钢管在混凝土内部填充的情况下使得局部屈曲得到延缓,同时混凝土在钢管的约束作用下强度、塑性都得到了很好的提高。但是,目前对于空心钢管混凝土尤其是对于多边形空心钢管混凝土结构的研究还没有一套完全成熟的理论,相关规程及工程运用也较少,主要原因是这种结构的受力比较复杂,有待更进一步的研究探索。本文基于此背景,在已有的研究成果基础上,利用有限元对多边形钢管混凝土轴压性能做了参数化分析,展开了对其深入的研究,主要内容如下:(1)通过理论分析与有限元软件对空心钢管混凝土轴压构件的工作机理、破坏形态及钢管和混凝土截面应力分布规律做了全过程的分析,并总结已有适合钢管混凝土模型仿真计算的钢材和混凝土材料本构关系。(2)选取典型试验结果,分别采用不同混凝土本构关系,建立在单调荷载中作用下多边形空心钢管混凝土轴压构件的有限元模型,进行仿真模拟分析,记录并对比试验与有限元得到的极限承载力和变形关系曲线,验证分析不同本构关系下计算得到的数据的精度,最终确定适合于多边形空心钢管混凝土轴压短柱仿真分析的最优模型。(3)针对已有研究的局限性与不足,采用通用有限元软件ABAQUS建立单一力作用下多边形空心钢管混凝土有限元模型,研究在不同参数(钢材强度、混凝土强度、空心率、含钢量、截面形式以及两种材料的界面摩擦系数等)作用下对极限承载力的影响,并提出一定的设计参考建议。(4)总结国内空心钢管混凝土轴压承载力的计算公式,并对相关公式的计算结果进行比较,分析设计方法的差异和表达形式的繁简,再结合本文有限元计算的相关数据,拟合出多边形空心钢管混凝土短柱轴压承载力通用简化公式,并与试验值和已有计算公式作对比,证明其工程运用的可行性。