T形截面方钢管混凝土组合异形柱压弯性能研究

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方钢管混凝土组合异形柱是一种将方钢管混凝土和异形柱相结合的新型结构。既能充分发挥方钢管混凝土承载力高,塑性和韧性好,防火性好等优点,又具有异形柱布置灵活,建筑形式优美的优点。本文通过压弯试验、有限元模拟及理论计算对T形截面方钢管混凝土组合异形柱的压弯性能进行研究。进行T形截面方钢管混凝土组合异形柱压弯试验,荷载-位移曲线,荷载-挠度曲线,荷载-应变曲线等试验结果分析可知试件的破坏形式为整体弯曲型失稳破坏,单肢表现为弯曲屈曲破坏;试件具有良好的延性和较高的承载力。掌握了T形截面方钢管混凝土组合异形柱压弯稳定性能。对压弯试验进行有限元模拟,得到极限承载力计算结果:试件一的极限承载力为2167KN;试件二的极限承载力为1127KN;试件三的极限承载力为1204KN。有限元模拟压弯试件破坏形式为整体弯曲型失稳破坏。対比压弯试验结果及有限元模拟试验结果,可知:构件试验得到的极限承载力:试件一的极限承载力为2180KN,与有限元模拟结果的误差为0.6%;试件二的极限承载力为1231KN,与有限元模拟结果的误差为8.4%;试件三的极限承载力为1304KN,与有限元模拟结果的误差为7.7%。并且试件破坏形式都为整体弯曲型失稳破坏。由此可知有限元分析和试验结果吻合较好,验证了利用本文有限元模拟方钢管混凝土组合异形柱压弯试验的可行性。介绍了方钢管混凝土组合异形柱轴心受力的的计算方法,通过综合考虑T形截面方钢管混凝土组合异形柱在受压作用而处于微弯平衡状态时,弯曲变形的影响、缀板剪切变形的影响、混凝土的刚度影响,改善了方钢管混凝土组合异形柱换算长细比的计算方法。对试验结果及有限元计算结果进行回归分析,得到压弯稳定系数,带入压弯公式进行计算,得到的计算结果与有限元计算结果及试验结果相吻合。验证了本文T形截面方钢管混凝土组合异形柱压弯承载力计算方法的可行性。
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