钢管高强混凝土组合柱受力性能及设计方法[康洪震著]

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发布时间：2021-12-02

资料介绍

钢管高强混凝土组合柱(简称组合柱)是一种新型的承重和抗侧力竖向构件，同时又
是一种受力性能复杂的结构构件。本书采用试验和理论分析相结合的方法，研究组合柱轴
心抗压和水平往复荷载作用下的受力性能。研究工作和成果主要有以下几个方面:
(1)通过18个组合柱试件的轴心抗压试验，研究了试件破坏过程、破坏形态、承载
力等，分析了套箍指标、混凝土强度和钢管外混凝土配箍特征值对轴压受力性能的影响。
提出了组合柱短柱轴心受压承载力计算公式，通过计算有关文献组合柱试件的轴压承载
力，验证了公式的正确性。
(2)通过对组合柱轴心抗压过程应变的分析，定义了组合柱轴心受压承载力极限状
态;根据组合柱中钢管混凝土和管外钢筋混凝土纵向变形一致的试验结果，利用材料本构
关系，推导了组合柱轴压承载力理论计算公式，建议了钢管混凝土套箍指标的取值范围;
分析了钢管内外混凝土面积比对组合柱轴压承载力的影响，给出了面积比限值计算方法。
(3)利用高强混凝土及钢管混凝土本构关系，对组合柱轴压受力全过程进行了数值计
算，并与钢筋混凝土柱进行了对比分析，进一步探讨了组合柱轴心抗压受力机理，定量分
析了套箍指标、混凝土强度和配箍特征值对轴压承载力和纵向应变延性的影响。
(4)通过对10根钢管高强混凝土组合柱在定轴力和水平往复荷载作用下的拟静力抗
震性能试验，研究了组合柱的破坏形态、截面应变分布，分析了轴压比和配箍特征值对水
平力位移滞回曲线、变形能力和耗能能力的影响;提出了组合柱的轴压比计算方法和体
积配箍率计算方法。
(5)在组合柱抗震性能试验的基础上，对组合柱压弯受力性能进行了分析，从组合柱.
中钢管混凝土和管外钢筋混凝土轴力分配人手，应用平截面假定和塑性理论下限原理，研
究了组合柱正截面承载力计算方法，提出了简单可行的计算组合柱正截面承载力的叠加
方法。
(6)对6个(3组)大尺寸钢管混凝土组合柱试件进行了水平反复荷载作用下的压弯
性能试验，试件的主要参数为箍筋间距和加载次数。考察组合柱的抗震性能，研究了不同
的体积配箍率计算方法和加载次数对组合柱抗震性能的影响。
(7)以16根钢管高强混凝土组合柱抗震试验结果为依据，基于有限元软件OpenS-
EES (Open System for Earthquake Engineering)，建立了组合柱滞回分析的纤维单元模
型，模拟结果与试验结果对比，充分证明了数值分析的有效性和正确性。