钢骨混凝土异形柱承载能力与配骨率相关关系的研究

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钢骨混凝土异形柱结构弥补了混凝土异形柱结构承载能力和延性性能的不足,继承了异形柱结构节省空间,提高建筑有效使用面积的特点。但近年来对其相关性能的研究还停留在少量试验和理论分析研究,本文针对该结构的实用性进行了一定的研究,借助计算程序对钢骨混凝土异形柱承载能力与配骨率的相关关系进行了研究分析,得到相关关系表格以供设计者在设计中直接查询。为了适应异形柱截面形式和所配钢骨的变化,本文算法以截面边界线取代二维网格作计算单元,建立力平衡方程组,然后采用外插法对隐式非线性方程组求解,得出钢骨混凝土异形柱的内力和截面变形,从而通过迭代求解完成对构件的非线性全过程分析,得到已知轴力下的最大弯矩值。本文根据异形截面柱承载能力和延性的主要影响因素,在确定最不利荷载角、截面形式、配骨形式、纵筋直径、箍筋直径的前提下,基于17种轴压比、5种混凝土等级、3种箍筋间距对120根T形截面柱进行了2600余种情况分析,同时基于17种轴压比、5种混凝土等级、3种箍筋间距、3种肢长对120根L形截面柱进行了2600余种情况分析,得到钢骨混凝土T形、L形截面柱正截面承载能力与配骨率的相关关系,经数据拟合,得到配骨率-弯矩-轴力的相关对应表格。本文还在16根钢骨混凝土T形截面柱抗剪承载力试验的基础上,利用有限元Marc软件模拟其中两根,得到正确模型参数后对18根不同于试验配骨形式的钢骨混凝土T形截面柱进行模拟试验,结果表明:T形构件抗剪承载力随轴压比、配箍率、配骨率的增大而增大,随剪跨比的增大而减小,数值模拟结果与试验数据吻合较好,故改变配骨形式不改变钢骨T形截面柱抗剪承载力与其主要影响因素的相关规律,最后根据数值仿真试验的结果提出钢骨混凝土T形柱抗剪承载力经验公式,可为工程应用参考。
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