變截面鋼管混凝土混合柱受力性能與設(shè)計方法研究

鋼管混凝土混合柱（簡稱“混合柱”）由鋼管混凝土格構(gòu)柱和鋼管混凝土復(fù)合柱（簡稱“復(fù)合柱”）組成（其中，復(fù)合柱是以鋼管混凝土為柱肢、鋼筋混凝土板為綴板的多肢柱）。它具有構(gòu)造簡單、節(jié)約材料、施工方便、抗震性能好等優(yōu)點。本項目首先開展了兩批的等截面的復(fù)合柱和混合柱在單次荷載作用下的試驗研究，試驗參數(shù)包括長細(xì)比、偏心率和腹板相對高度。通過試驗研究了解結(jié)構(gòu)中不同構(gòu)件之間的傳力機理、破壞形式和極限承載能力，同時結(jié)合有限元分析方法和擴展參數(shù)分析，提出合理的構(gòu)造措施，得到極限承載力的實用計算方法。其次，同樣以長細(xì)比和偏心率為試驗參數(shù)，進行了變截面鋼管混凝土復(fù)合柱和混合柱的雙參數(shù)試驗研究。結(jié)合試驗結(jié)果和有限元參數(shù)分析，在等截面復(fù)合柱和混合柱極限承載力計算方法的基礎(chǔ)山，提出了變截面復(fù)合柱和混合柱的極限承載力實用計算方法。此外，為了探討各類結(jié)構(gòu)在往復(fù)荷載作用下的受力性能，滯回特性和耗能能力，本項目還進行了等截面格構(gòu)柱和復(fù)合柱，變截面混合柱的滯回試驗研究。在有限元和理論分析的基礎(chǔ)上，提出恢復(fù)力曲線計算方法，為抗震設(shè)計服務(wù)。本研究為推動我國組合結(jié)構(gòu)推廣應(yīng)用與科技進步作出貢獻(xiàn)。

鋼管混凝土混合柱由鋼管混凝土格構(gòu)柱和鋼管混凝土復(fù)合柱組成（其中，鋼管混凝土復(fù)合柱是以鋼管混凝土為柱肢、鋼筋混凝土板為綴板的多肢柱）。它具有構(gòu)造簡單、節(jié)約材料、施工方便、抗震性能好等優(yōu)點，可應(yīng)用于高墩和大跨鋼管混凝土桁肋拱中，是一種具有發(fā)展?jié)摿?、值得深入研究的新型組合結(jié)構(gòu)。本項目將對這種等截面和變截面的鋼管混凝土復(fù)合柱和混合柱進行在單次荷載和往復(fù)荷載作用下的受力性能的理論分析、試驗研究和有限元分析，了解結(jié)構(gòu)中不同構(gòu)件之間的傳力機理，提出合理的構(gòu)造措施；了解結(jié)構(gòu)的破壞機理和極限承載能力，提出極限承載力的實用計算方法；了解其滯回特性、耗能能力等，提出恢復(fù)力曲線計算方法，為抗震設(shè)計服務(wù)。研究將抓住新型結(jié)構(gòu)應(yīng)用的理論基礎(chǔ)和實際應(yīng)用的關(guān)鍵問題，在了解鋼管混凝土復(fù)合柱受力性能的基礎(chǔ)上，給出設(shè)計方法，為工程應(yīng)用服務(wù)，為推動我國結(jié)合結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用與科技進步作出貢獻(xiàn)。

以鋼管混凝土格構(gòu)柱軸壓、偏壓試驗研究為主，配合進行鋼管混凝土桁梁受彎試驗以及空鋼管格構(gòu)柱對比試驗，進行鋼管混凝土格構(gòu)柱非線性有限元分析，對其極限承載力進行參數(shù)分析和理論分析，提出鋼管混凝土格構(gòu)柱極限承載力的簡化計算方法。進行鋼管混凝土格構(gòu)柱柱肢節(jié)點處設(shè)置內(nèi)栓釘與否與不同設(shè)置的對比試驗，研究柱肢節(jié)點處的鋼管與管內(nèi)混凝土的傳力機理及整體受力的影響，分析內(nèi)栓釘?shù)淖饔门c合理布置方式。本項目的研究將在于填補

《型鋼部分包裹再生混凝土柱受力性能與設(shè)計方法》旨在介紹型鋼部分包裹再生混凝土柱的受力性能和設(shè)計方法，主要內(nèi)容包括緒論、型鋼與部分包裹再生混凝土界面黏結(jié)滑移試驗及分析、型鋼部分包裹再生混凝土柱軸壓性能研究、火災(zāi)（高溫）后型鋼部分包裹再生混凝土柱軸壓性能研究、型鋼部分包裹再生混凝土柱偏心受壓性能研究。

《型鋼部分包裹再生混凝土柱受力性能與設(shè)計方法》可供土木工程領(lǐng)域的科研人員、工程技術(shù)人員，以及高等院校相關(guān)專業(yè)的教師和研究生參考使用。

SRC柱-鋼梁混合框架結(jié)構(gòu)因具有顯著的經(jīng)濟效益和便捷的施工工藝，近年來被越來越多的應(yīng)用于高層建筑中。本項目基于SRC柱-鋼梁混合框架理論研究遠(yuǎn)落后與工程實踐的現(xiàn)狀，結(jié)合當(dāng)前的研究趨勢、試驗方法和有限元技術(shù)，對其抗震性能和設(shè)計方法進行研究。探討該混合框架結(jié)構(gòu)形式的主要受力機理和關(guān)鍵影響參數(shù)，開發(fā)SRC構(gòu)件桿系有限元模型模擬方法，建立混合框架結(jié)構(gòu)梁-殼混合精細(xì)化模型來研究樓板空間作用的影響，并最終實現(xiàn)適合混合框架大規(guī)模計算的高效全桿系彈塑性參數(shù)化模型；對一榀1/3比例混合框架模型進行低周反復(fù)荷載試驗，根據(jù)試驗結(jié)果和大量彈塑性分析數(shù)據(jù)，掌握混合框架破壞模式、承載能力、變形規(guī)律、剛度退化、耗能能力等抗震性能；在此基礎(chǔ)上提出混合框架簡化設(shè)計方法，確定關(guān)鍵設(shè)計指標(biāo)，從而完善相關(guān)規(guī)范條文，為混合框架在高層中的可靠應(yīng)用提供基礎(chǔ)依據(jù)。