内置CFRP圆管的方钢管高强混凝土结构的静力性能研究

内容简介

研究了不同CFRP配置率、含钢率、偏心率和长细比等参数对构件承载性能的影响。得到了内置CFRP圆管的方钢管高强混凝土轴压构件、纯弯构件、单向偏压构件承载力计算公式；提出了内置CFRP圆管的方钢管高强混凝土偏压短柱的大小偏心界定方法，并给出了极限偏心率；给出了内置CFRP圆管方钢管高强混凝土构件在双向偏压受力状态下的承载力实用计算方法。 2100433B

带肋薄壁方钢管混凝土柱由于用钢量少、节点简单等优点已受到学术界和工程界的广泛关注。但研究表明，带肋薄壁方钢管混凝土柱存在延性差、自重大和耐火性能较差等缺点。外钢管采用冷弯薄壁角钢焊接而成、在中空截面内置钢管被视为一种有效的方法,可提高该类构件的延性和耐火性能，同时还可有效的减小结构自重和焊缝数量。该类构件统称为带肋中空冷弯薄壁方钢管混凝土柱。但时至今日，尚未见和该类构件相关的研究报道。本项目拟采用试验方法和数值模拟法，对该类构件在单调和滞回荷载作用下的计算方法开展应用基础研究。基于试验研究、数值机理分析和参数分析，明晰内钢管对构件延性的影响规律；建立该类轴压、偏压构件承载力的简化计算方法；研究往复荷载作用对该类压弯构件的耗能能力、刚度和延性的影响规律；确定该类构件的实用恢复力模型。以上工作为该类新型构件在实际工程中的应用和相关规范的修订提供科学依据。

随着现代建筑向高层、大跨方向发展，柱承受的竖向荷载增大，采用型钢与超高强混凝土(C100级)组合柱解决这一问题。超高强混凝土突出的弱点是力学性能呈现出显著的脆性，因此型钢超高强混凝土结构与型钢混凝土结构在力学行为必然显著不同，尤其抗震延性方面差异较大。历次国内外震害调查表明，柱及梁柱节点区的震害情况往往比其它构件破坏严重，柱和节点的延性是建筑物在大震下能否倒塌的关键之一。现行《型钢混凝土组合结构技术规程》(JGJ 138-2001)适用于混凝土强度C60级以下，不适用于型钢超高强混凝土组合结构。国内外对型钢超高强混凝土组合柱与节点抗震性能的研究较少，因此，进行型钢超高强混凝土组合柱与节点抗震性能研究是非常必要的。本课题主要研究内容为型钢超高强混凝土组合柱与节点的破坏机理和抗震性能。 2100433B