为了研究大尺寸薄壁(高约40m,直径4m左右,壁厚0.3～0.5m)钢筋混凝土管柱用于空冷凝汽器支架结构的可行性,对4个1/8比例模型的试件进行了拟静力试验。 本次试验研究主要基于以下内容: (1) 轴压比、壁径比与纵筋配筋率对管柱滞回特性、位移延性及刚度退化等抗震性能指标的影响; (2) 国家标准《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)环行截面正截面承载力计算公式是针对小型环形断面而言,直接用于本次试验所涉及的大尺寸薄壁管柱是否合理; (3) 薄壁、空心的特点将导致本次试验试件斜截面承载力较低,而现行规范未提出管柱斜截面承载力的设计方法,如何避免试件发生脆性的剪切破坏。 根据对试验现象和试验数据的分析,本文得出轴压比是影响管柱延性和耗能能力的主要因素,轴压比越大,对构件延性和好能越不利;纵筋配筋率和壁径比对试件抗震性能也有影响,一定范围内纵筋配筋率和壁径比的增大都将适当改善构件的抗震性能。同时提出我国现行规范针对常规管柱提出的正截面承载力计算公式用来设计大尺寸薄壁钢筋混凝土管柱可靠性很好,可以直接使用。 文章最后采用大型通用有限元软件ANSYS对管柱进行非线形有限元分析。运用本文模拟方法,计算所得的荷载—位移曲线、裂缝开展和扩散过程、极限荷载和试验结果符合较好。程序能够清楚地展示构件在受力过程的任一阶段各组成材料的工作状态,并能输出具体的数据和图形,这为认识构件的破坏过程和受力机理提供了一种有力的工具。