四肢钢管混凝土格构柱抗震性能研究

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:钢管混凝土格构柱既具有钢管混凝土柱的材料优势,又具有格构柱的截面优势,因而在在高层和大跨度结构中得到了广泛应用,目前对于钢管混凝土格构柱抗震性能的研究国内外还开展极少,现有文献主要集中于对其轴压承载力的研究,而对于其水平方向的受力性能涉及较少,不便于这种具有明显优势的结构形式进行推广应用。为了对四肢钢管混凝土格构柱的抗震性能进行全面把握,本文主要研究其在反复荷载作用下的滞回性能以及恢复力模型。(1)本文进行了6根钢管混凝土格构柱的水平低周反复荷载试验,考察了轴压比、长细比以及缀管的尺寸对其恢复力性能的影响。长细比越大,结构的刚度和承载力越小,在较小的轴压比下,适当增大轴压比可以增加构件的承载力,但构件的延性有所降低。(2)建立了钢管混凝土格构柱的有限元模型,在有限元分析结果得到试验结果验证的基础上,对67根钢管混凝土格构柱的进行了拓展的参数分析,研究了长细比、轴压比、肢管核心混凝土强度、肢管钢材强度、缀管尺寸以及缀管的钢材强度等参数对格构柱抗震性能的影响。研究表明钢管混凝土格构柱的轴压比宜取0.2~0.6,名义长细比宜小于10,如果受柱子高度限制,可通过增大肢间距的方式来减小名义长细比。(3)参考相关的单肢圆钢管混凝土柱和方钢管混凝土柱的恢复力曲线,基于参数分析的结果,拟合了四肢钢管混凝土格构柱的骨架曲线计算公式,并提出了恢复力滞回模型,得到了本文试验以及相关文献中试验结果的验证,该恢复力模型为钢管混凝土格构柱的弹塑性动力响应分析提供了理论基础。图35幅,表15个,参考文献63篇。
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