钢管混凝土组合双肢柱偏压性能及设计方法

• 作者: 许力 郭子雄
• 来源期刊: 中南大学学报（自然科学版）
• 关键词: 组合双肢柱 钢管混凝土 偏心率 偏压性能 有限元模型
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 地质工程• 土木工程|Geological Engineering and Civil Engineering
• 页码范围: 901-912
• 页数: 12页
• 分类号: TU398.9
• 语种: 中文
• DOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2021.03.022

摘要

提出一种采用单边螺栓连接的新型钢管混凝土组合双肢柱结构,并开展4根组合双肢柱的偏压试验和4根钢管混凝土柱的轴压试验.首先,采用ABAQUS建立组合双肢柱的有限元模型;其次,在试验验证的基础上进行偏压荷载作用下的全过程数值模拟和参数分析,研究偏心率和系梁数量等参数对破坏特征、荷载-变形曲线以及柱肢受力性能等的影响,最后,研究组合双肢柱的受力机理,并提出其偏压承载力的计算公式.研究结果表明:单边螺栓连接节点具有良好的连接质量,组合双肢柱均发生以近载侧柱肢强度控制的受压破坏;组合双肢柱的荷载-变形曲线与对应的柱肢短柱轴压曲线特征相似,曲线的下降段后期发展平缓,表现出良好变形能力;在偏压荷载作用下,近载侧柱肢承担较大轴力,远载侧柱肢承担的轴力随偏心率增大而降低;外荷载产生的弯矩主要由两柱肢轴力产生的抵抗力矩来平衡,柱肢截面弯矩承担的比例仅占7％～9％;组合双肢柱偏压承载力随着偏心率增大近似呈线性降低,当偏心率从0.2增加到0.4,承载力下降20％;增加系梁数量对偏压承载力的影响并不明显;本文提出的考虑剪切变形影响的偏压承载力公式计算结果与试验结果吻合较好.