钢骨-钢管混凝土短柱偏压承载力的非线性有限元分析

摘要

随着现代社会经济水平的高速发展和工业化水平的快速提高，越来越多的建筑物也朝着更高和大跨度的方向发展。尤其是近年来震害频发，人们越来越重视建筑物的抗震性能，故而建筑物中柱子的设计称为结构设计的重中之重。而传统的钢筋混凝土、高强混凝土、预应力混凝土或钢与混凝土组合柱仍不足以完全满足工程应用的需求或抗震性能，因此本文在现有的钢骨-钢管混凝土短柱(ST-SRC组合短柱)的承载力性能研究基础上，在其偏压承载力性能方面作了进一步的研究，主要内容如下：
　　 1.以现有试验为基础，成功建立了有限元分析模型，通过分析计算结果得到了各构件的裂缝发展情况，破坏时应力应变发展情况，将得到的荷载-位移曲线和试验数据进行了对比，且吻合良好。
　　 2.基于有限元非线性数值模拟，针对不同的长径比九、混凝土的强度、套箍系数ξ、配骨指标ρ和偏心率e，通过改变以上参数，建立相应的分析模型，得到了这些参数对ST-SRC组合短柱力学性能的影响规律。
　　 3.通过对比现有的ST-SRC组合短柱偏压承载力计算公式，并在其基础上考虑了以上五种参数对其力学性能的影响规律，引入了套箍系数对偏压柱塑性变形的影响，从而对现有的公式进行了修正，经验证，修正后的公式更加精确。
　　 4.通过不同加载方式下，对不同脱空率的ST-SRC短柱的偏压承载力进行数值分析，研究了核心混凝土脱空对ST-SRC短柱偏压承载力性能的影响。总结了不同脱空率及加载方式对其偏心受压时力学性能的影响规律。