高轴压比钢骨高强混凝土柱双向压弯抗震性能研究

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随着我国超高层建筑的快速发展,越来越多的超高层建筑采用钢骨高强混凝土柱(简称SRC柱)作为竖向承重构件,此构件充分结合混凝土和钢材的优势,具有良好的轴压与抗震性能。但是,国内外对SRC柱的研究有限,特别是在高轴压比下钢骨高强混凝土柱的抗震性能的影响研究不足。在实际工程中,由于风荷载、水平地震作用或者楼面布置及竖向力荷载分布不均等因素,SRC柱常常处于双向压弯状态。对于这种受力状态的SRC柱抗震性能试验研究尤其匮乏,加上由于原有加载设备能力的限制,试件截面尺寸较小,由此带来的尺寸效应以及构造上变化造成的结果差异缺乏验证。本文通过二个钢管高强混凝土柱、一个十字形钢骨高强混凝土柱以及一个普通高强混凝土柱试验,讨论了试件的破坏机理、破坏形态以及滞回性能,分析了轴压比、钢骨截面形式以及含钢率等因素对试件的滞回曲线、骨架曲线、耗能性能、变形能力和刚度强度退化的影响规律,理论分析了SRC柱中钢管混凝土所分担的轴力。试验研究结果表明:高强混凝土柱中加入钢骨后,钢骨与混凝土能够很好的共同工作,符合平截面假定,能有效提高试件的承载力和变形能力,具有良好的抗震性能;钢骨截面类型对试件的抗震性能有一定影响;轴压比是影响钢骨混凝土柱延性的重要因素,随着轴压比的增大,试件的延性越来越差。以上结果,对了解该新型柱的抗震性能有一定的参考价值。利用有限元软件ABAQUS6.10对试件进行了非线性分析,介绍了从有限元模型几何模型到计算结果后处理的各个步骤,并对有限元分析结果与试验结果进行了比较。
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