四肢变截面钢管混凝土格构柱恢复力模型计算方法

摘要

提出了四肢变截面钢管混凝土格构柱抗震性能有限元分析方法,应用OpenSEES通用程序对试件进行建模,计算了格构柱荷载-位移滞回曲线与水平峰值荷载;以柱肢坡度、轴压比、长细比、支主管面积比、柱肢钢材强度、混凝土强度、缀管布置形式等为拓展参数,研究了各参数对变截面平缀管式和斜缀管式钢管混凝土格构柱荷载-位移骨架曲线的影响规律;借鉴等截面钢管混凝土格构柱骨架曲线统一算法的计算框架,采用等效长度法,拟合得到四肢变截面钢管混凝土格构柱骨架曲线各特征值(弹性刚度、水平峰值荷载、峰值荷载位移与下降段刚度)的计算公式;结合骨架曲线计算模型,推导了恢复力模型的计算公式,并进行了实例验证。研究结果表明:轴压比、长细比、柱肢坡度、支主管面积比和材料参数是影响变截面格构柱抗震性能的关键参数,且与等截面格构柱影响规律具有共性,数值相差不超过20%;各试件特征值计算结果与有限元分析结果均吻合良好,两者之比为0.990～1.029,均方差为0.105～0.153,误差基本控制在15%内;四肢变截面钢管混凝土格构柱恢复力模型计算误差小于12%,计算结果可靠。