钢骨-钢管混凝土柱正截面承载力计算方法研究

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1、湖南大学硕士学位论文钢骨-钢管混凝土柱正截面承载力计算方法研究姓名：张铁成申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：何益斌20070403硕士学位论文摘要在钢－混凝土组合结构中，两种不同性质的材料扬长避短，因此具有一系列的优点。国内外对钢管混凝土和钢骨混凝土的研究已趋向成熟。钢管混凝土和钢骨混凝土在实际应用中各有优缺点。钢骨－钢管混凝土组合柱是将十字形钢骨内置于钢管混凝土中，是一种新型重载组合柱。试验和理论研究表明在钢管高强混凝土中加入钢骨后，该组合柱截面同时具有钢管混凝土柱和钢骨混凝土柱的优点，可进一步提柱子的承载力，并在一定程度上延缓或抑制高强混凝土中剪切斜裂缝的产生

2、，从而提高柱子的延性，避免结构倒塌，因此该种形式的组合柱尤其适合在高地震烈度区的结构中应用。本文作者在前人对钢管混凝土柱和钢骨混凝土柱及文献[38]、[42]试验研究的基础上，对钢骨－钢管混凝土组合柱的正截面承载力做了进一步的研究。本文的主要研究内容包括：1．对国内外钢与混凝土组合柱研究历史和现状进行了综合的评述，总结了国内外关于钢与混凝土组合柱正截面承载力的计算方法。2．建立了钢骨－钢管混凝土短柱承载力计算的简化模型。在简化模型的基础上，利用极限平衡理论，推导出了便于设计使用的钢骨-钢管混凝土轴压短柱极限承载力的计算公式，并通过与文献[38]中相关试验结果的比较，确定了

3、公式中参数的取值。3．借鉴Virdy和和Bowling提出的方法,对钢骨—钢管混凝土长柱引入了相对长细比的概念，得到了钢骨-钢管混凝土长柱承载力的计算公式。并通过与文献[8]中相关试验结果的比较，确定了钢骨-钢管混凝土组合柱抗弯刚度的计算方法。4．在文献[24]与文献[35]给出的钢管混凝土NM−相关曲线的基础上，利用累加理论，得到了钢骨-钢管混凝土的NM−相关曲线，分别得到了钢骨-钢管混凝土正截面偏压承载力的计算公式。通过与数值分析计算的比较，确定了适合钢骨—钢管混凝土组合柱正截面偏压承载力计算的公式。5.将钢骨—钢管混凝土组合柱抗弯承载力看作正截面承载力的一种特殊情况

4、，在已得到的钢骨—钢管混凝土组合柱正截面承载力计算公式的基础上，得到了钢骨—钢管混凝土组合柱的抗弯承载力计算公式。并与文献[42]中相关的试验结果比较，验证了公式的正确性。关键词：钢骨—钢管混凝土组合柱；钢管混凝土结构；钢骨混凝土结构；正截面承载力I钢骨-钢管混凝土柱正截面承载力计算方法研究AbstractIntheSteel-ConcreteCompositeStructures,twodifferentkindsofmaterialsreinforceeachotherandwhichmakesaseriesofadvantages.TheresearchesonSt

5、eelTubeConfinedConcreteandSteelreinforcedConcretehavegrownup.SteelTubeConfinedConcreteandSteelreinforcedConcretehaseachownadvantagesanddisadvantages.SteelReinforced-SteelTubeConfinedConcreteCompositeColumnasanewtypeofloadbearingcompositecolumnismadebysettingcrisscrosssteelintheSteelTubeCo

6、nfinedConcrete.TheexperimentandtheoryshowthatthiscompositecolumnhastheadvantagesofbothSteelTubeConfinedConcreteColumnandSteelreinforcedConcreteColumn.Thismethodcanimprovethebearingstrengthofcolumnandrestrainthedevelopmentofsheardiagonalcrackinhighstrengthconcrete,andwhichimprovetheductili

7、tyofthecolumnandavoidcollapseofthestructure.Sothistypeofcompositecolumnisadaptedtobeusedinthestructuresintheareaswithhighearthquakeintensity.ThereisafatherstudyonthecompressivestrengthofSteelReinforced-SteelTubeConfinedConcreteCompositeColumninthispaperonthebasisoft