斜向受力钢管混凝土异形柱滞回性能研究

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钢管混凝土异形柱(L形、T形和十字形)应用在建筑结构时避免了棱角的出现,将室内面积充分运用,在工程领域越来越受欢迎。目前,钢管混凝土异形柱在静力性能和滞回性能研究方面已经取得较多成果,但在斜向受力下抗震性能研究方面尚少见报道。本文对斜向受力钢管混凝土异形柱(L形、T形和十字形)的抗震性能展开了研究,进行的工作主要包括以下几个方面:(1)进行了35个钢管混凝土异形柱在常轴力与水平往复荷载下的试验研究,包括12个L形构件、14个T形试件和9个十字形试件。试验考察的参数为:轴压比(0、0.25和0.5)、加载角度(0°、45°、90°和135°)、混凝土强度(fcu=54.1MPa和fcu=76.2MPa)和截面形式(无肋、设肋和多室截面)。获得了钢管混凝土异形柱在往复荷载下的破坏过程和破坏模态、荷载-位移滞回曲线、骨架线、刚度退化、延性、耗能能力、变形等特性,考察了各个参数对试件滞回性能的影响。(2)在合理确定钢材与核心混凝土本构模型的基础上,采用有限元软件ABAQUS建立了L形、T形和十字形钢管混凝土柱的计算模型,数值计算结果与试验结果吻合良好,有限元模型的可靠性得到了验证。(3)借助验证后的有限元模型对L形、T形和十字形钢管混凝土柱在斜向受力下的性能进行了机理分析,包括了带肋截面和多室截面,深入了解了钢管混凝土异形柱的受力过程和应力分布。(4)利用ABAQUS对影响L形、T形和十字形钢管混凝土异形柱的水平荷载-水平位移关系曲线进行参数分析,参数的变化为:钢材屈服强度、混凝土抗压强度、截面长厚比、轴压比、构件长细比、加载角度、截面长宽比及是否设肋,在此基础上提出了简化计算方法。
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