輕鋼-混凝土芯柱組合體系單柱性能研究.pdf

1、輕鋼-混凝土芯柱組合體系是薄壁鋼管與混凝土組合而成的新型結(jié)構(gòu)體系，目前在國內(nèi)的研究還是一個(gè)新領(lǐng)域，其中輕鋼.混凝土芯柱組合體系又以柱子作為主要承重構(gòu)件，因此有必要對輕鋼-混凝土芯柱組合體系中的柱子進(jìn)行研究，以了解柱子的豎向承載力、水平抗剪承載力、水平抗側(cè)剛度、變形特征、破壞模式等性能。
　　 本文對6根輕鋼-混凝土芯柱組合體系短柱進(jìn)行了軸壓試驗(yàn)，得出了不同截面形式下短柱承受軸向壓力的受力性能；同時(shí)通過2根方芯柱和方柱的低周反復(fù)荷

2、載試驗(yàn)，得到了柱子在低周水平荷載作用下的破壞形態(tài)、P-△滯回曲線以及抗震性能；最后本文用有限元程序?qū)χ舆M(jìn)行了模擬分析，得出了與試驗(yàn)比較符合的有限元模型。
　　 本文通過對試驗(yàn)和分析，得出了如下結(jié)論：
　　 (1)片芯柱的離散性很大，加載速度、混凝土振搗密實(shí)程度，試件制作誤差，初始偏心等因素均會影響片芯柱的抗壓承載力，因此建議工程中不單獨(dú)使用輕鋼?；炷列局M合體系中的片芯柱承受豎向荷載。
　　 (2)方芯柱雖然

3、用蝶形連接件將四根方柱連接，具有一定的約束作用，但方芯柱的方鋼管與混凝土并未完全形成一個(gè)整體共同作用。管內(nèi)灌注混凝土后，單根方鋼管與其內(nèi)混凝土形成比較理想的鋼管混凝土受力模式，整體性能較好。當(dāng)方芯柱管內(nèi)不灌灌混凝土?xí)r，在承受軸壓荷載時(shí)，鋼管的受力性能不能充分發(fā)揮，更接近素混凝土受力模式。
　　 (3)滯回性能試驗(yàn)研究表明，由于有混凝土作用，方芯柱FXZ-1100的初始剛度大于方柱FZ-1100的初始剛度，滯回環(huán)比后者飽滿，方芯柱

4、FXZ-1100的水平承載力約為方柱FZ-1100的3.5倍，延性系數(shù)約為2倍，說明在方柱加上混凝土組合之后，可很好的改善結(jié)構(gòu)的受力性能。
　　 (4)柱子端部連接件由于其約束作用，可有效改善柱子端部受力，在工程應(yīng)用中應(yīng)盡量將基礎(chǔ)梁上方第一個(gè)連接件靠近柱子端部放置。
　　 (5)Abaqus分析結(jié)果表明：對于無混凝土的方柱，連接件與方鋼管間采用點(diǎn)與面連接模式的模型一與試驗(yàn)結(jié)果較為接近；而對于有混凝土的方芯柱，采用混凝土損