波形腹板部分包覆组合柱强轴偏心受压试验分析

摘要

为了改善部分包覆组合(PEC)柱的平腹板易变形、钢骨与混凝土易分离的问题,提出了一种波形腹板部分包覆组合柱。针对此类柱构件,考虑不同波形板布置方向、偏心距和翼缘厚度,设计12根波形腹板PEC柱和2根平腹板PEC柱,并进行偏心加载试验。研究结果表明:与平腹板PEC柱相比,垂直波形腹板PEC柱在大偏心荷载与小偏心荷载作用下承载力分别提高了11%、4%,水平波形腹板PEC柱在小偏心荷载作用下延性提高了3%;翼缘厚度是决定波形腹板PEC柱承载力的关键因素,适当增大翼缘厚度可以提高柱的承载力。通过挠度和应变分析得出,波形腹板PEC柱具有比平腹板PEC柱更好的变形性能,垂直波形腹板对混凝土具有较强的约束能力。利用ABAQUS软件对试验进行了有限元模拟,所得翼缘的屈曲变形、钢-混凝土的分离与试验结果吻合较好。采用极限平衡法推导了波形腹板PEC柱在偏心受压下的承载力计算公式,理论值与试验值吻合较好,验证了该公式的正确性。