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近些年来,钢骨混凝土柱结构在高层和桥梁等结构中得到了越来越广泛的应用。与钢筋混凝土柱相比,钢骨混凝土柱不仅减小了柱截面提高空间利用率,而且减少型钢的用量,直接减少工程造价;钢骨与混凝土之间相互约束使各自的工作性能得到了提高,增加了结构的稳定性能和抗震性能。
本文主要分析钢骨混凝土柱的稳定特性和动力特性。采用有限元分析方法,按照能量法原理,将稳定分析转化为代数问题中的特征值问题来进行计算。按照有限元的结构分析原理,将柱子结构划分为若干单元,采用逆幂的迭代方法来进行计算,利用Visual Fortran语言分别编制稳定分析和动力分析的计算程序,通过程序计算得到了多种截面形式钢骨混凝土柱的临界荷载以及自振周期数值。
将计算得到的数值绘制成不同因素影响下的变化曲线,对相应曲线进行分析,得到钢骨混凝土柱在长细比、含刚率、混凝土强度等级等因素影响下稳定和动力特性的变化规律。可知,控制长细比对提高钢骨混凝土柱稳定性和抗震性的效果最显著;混凝土强度等级的影响不大;含刚率的因素对柱子的各方面性能也有一定影响;外部包裹钢管的钢骨混凝土柱子内部混凝土三向受力,稳定性能和抗震性能有所提高。综合看来,由于内部钢骨的加入钢骨混凝土柱的稳定性能和动力性能得到了显著提高。