基于焊接h型钢部分包裹混凝土组合短柱受力性能研究

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1、内蒙古科技大学硕士学位论文焊接H型钢部分包裹混凝土组合短柱受力性能研究姓名：高志军申请学位级别：硕士专业：结构工程指导教师：赵根田20070601内蒙古科技大学硕士学位论文摘要最近几十年，钢与混凝土组合结构在我国的应用越来越广泛，研究也越来越深入，其优良性能和技术经济指标使它有着更广泛的应用前景。本文描述了一种新型组合柱，称之为部分包裹混凝土组合柱，由焊接H型钢在两翼缘之间浇筑混凝土而形成，同时在两翼缘之间焊接一定数量的横向系杆。这种组合柱具有H型钢在工厂预制、支模和浇筑混凝土方便快速以及良好的防火性能等优点。为了研究这种新型组合柱的受力性能，本文对九个焊接普通H型钢部分包裹混凝土

2、组合短柱进行了轴压试验，试验主要考虑含钢率或翼缘宽厚比、横向系杆间距等因素。试验结果表明，钢与混凝土能够很好的协同工作，这种组合结构短柱最终的破坏模式主要是混凝土压碎，横向系杆间翼缘发生局部屈曲。柱子的极限承载力受含钢率和横向系杆间距的影响，随着含钢率的增大，部分包裹混凝土组合短柱的承载力不断提高，横向系杆的设置加强了对混凝土的约束，系杆间距越小部分包裹混凝土组合短柱的承载力越高，柱子的延性越好。最后，基于叠加原理，建立了部分包裹混凝土组合短柱轴压承载力计算公式，同时编制了部分包裹混凝土组合短柱承载力数值计算程序，数值计算结果与试验结果吻合良好。关键词：焊接H型钢，部分包裹混凝土组

3、合短柱，极限承载力，数值计算-5-内蒙古科技大学硕士学位论文ExperimentalStudyontheBehaviorofPartiallyEncasedCompositeStubColumnMadewithWeldedH-sectionSteelAbstractThecompositestructureofsteelandconcretehasdevelopedfastinourcountryinthelastseveraldecades.Anewcompositecolumnisdescribedinthispaper,whichisnamedpartiallyencased

4、composite(PEC)column.ThenewpartiallyencasedcompositecolumnconsistsofashopfabricatedHtypesteelcolumnwithsteeltiebarsweldedbetweenthecolumnflangetips.Theconcreteisintwoblocksseparatedbytheweb.Thecolumntakesadvantagesofthein-plantprefabricationofsteel,thespeedoferectionofsteelstructureandthefirer

5、esistanceproperty.Thepaperdescribesandpresentstheresultsofninestub-columntestsperformedonpartiallyencasedcompositecolumnsmadewithweldedH-sectionsteel.TheH-sectionsteelisstiffenedwithtransverselinkandconcreteispouredbetweentheflangesofthesteelsection.Acomprehensivestudyunderaxiallyloadhasbeenco

6、nductedonallspecimenstoinvestigatethebehaviorofPECcolumns.Theresultsindicatethatfailureofallcolumnswasduetolocalbucklingoftheflangesalongwithconcretecrushing.ThemainfactorsinfluencingultimateloadcapacityofthePECcolumnaresteelratioandlinkspacing.Smallerlinkspacingimprovestheductilityofthecolumn

7、s;however,themeasurementsshowthatingeneralyieldingdidnotoccurbeforethepeakloadinthelinks.Finally,anequationwasproposedtopredicttheultimateaxialcapacityofthepartiallyencasedcompositecolumn.Meanwhile,basedonthetestresults,anumericalmodelf