鋼筋混凝土異形截面梁柱體系受力性能和設(shè)計(jì)方法研究

研究鋼筋混凝土異形截面梁柱在壓、彎、剪、扭單獨(dú)和復(fù)合作用下的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、剛度、延性等性能并提出工程設(shè)計(jì)方法，為異形截面梁柱的工程設(shè)計(jì)提供科學(xué)依據(jù)，改善以往設(shè)計(jì)異形截面梁柱體系采用的憑經(jīng)驗(yàn)估算的落后狀態(tài)，進(jìn)而提高結(jié)構(gòu)整體可靠性和經(jīng)濟(jì)性。讓工程師們放心的設(shè)計(jì)與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)的特色建筑物。 2100433B

鋼管混凝土混合柱由鋼管混凝土格構(gòu)柱和鋼管混凝土復(fù)合柱組成（其中，鋼管混凝土復(fù)合柱是以鋼管混凝土為柱肢、鋼筋混凝土板為綴板的多肢柱）。它具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、節(jié)約材料、施工方便、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)，可應(yīng)用于高墩和大跨鋼管混凝土桁肋拱中，是一種具有發(fā)展?jié)摿?、值得深入研究的新型組合結(jié)構(gòu)。本項(xiàng)目將對(duì)這種等截面和變截面的鋼管混凝土復(fù)合柱和混合柱進(jìn)行在單次荷載和往復(fù)荷載作用下的受力性能的理論分析、試驗(yàn)研究和有限元分析，了解結(jié)構(gòu)中不同構(gòu)件之間的傳力機(jī)理，提出合理的構(gòu)造措施；了解結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)理和極限承載能力，提出極限承載力的實(shí)用計(jì)算方法；了解其滯回特性、耗能能力等，提出恢復(fù)力曲線計(jì)算方法，為抗震設(shè)計(jì)服務(wù)。研究將抓住新型結(jié)構(gòu)應(yīng)用的理論基礎(chǔ)和實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題，在了解鋼管混凝土復(fù)合柱受力性能的基礎(chǔ)上，給出設(shè)計(jì)方法，為工程應(yīng)用服務(wù)，為推動(dòng)我國(guó)結(jié)合結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用與科技進(jìn)步作出貢獻(xiàn)。

鋼管混凝土混合柱（簡(jiǎn)稱“混合柱”）由鋼管混凝土格構(gòu)柱和鋼管混凝土復(fù)合柱（簡(jiǎn)稱“復(fù)合柱”）組成（其中，復(fù)合柱是以鋼管混凝土為柱肢、鋼筋混凝土板為綴板的多肢柱）。它具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、節(jié)約材料、施工方便、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)。本項(xiàng)目首先開展了兩批的等截面的復(fù)合柱和混合柱在單次荷載作用下的試驗(yàn)研究，試驗(yàn)參數(shù)包括長(zhǎng)細(xì)比、偏心率和腹板相對(duì)高度。通過(guò)試驗(yàn)研究了解結(jié)構(gòu)中不同構(gòu)件之間的傳力機(jī)理、破壞形式和極限承載能力，同時(shí)結(jié)合有限元分析方法和擴(kuò)展參數(shù)分析，提出合理的構(gòu)造措施，得到極限承載力的實(shí)用計(jì)算方法。其次，同樣以長(zhǎng)細(xì)比和偏心率為試驗(yàn)參數(shù)，進(jìn)行了變截面鋼管混凝土復(fù)合柱和混合柱的雙參數(shù)試驗(yàn)研究。結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果和有限元參數(shù)分析，在等截面復(fù)合柱和混合柱極限承載力計(jì)算方法的基礎(chǔ)山，提出了變截面復(fù)合柱和混合柱的極限承載力實(shí)用計(jì)算方法。此外，為了探討各類結(jié)構(gòu)在往復(fù)荷載作用下的受力性能，滯回特性和耗能能力，本項(xiàng)目還進(jìn)行了等截面格構(gòu)柱和復(fù)合柱，變截面混合柱的滯回試驗(yàn)研究。在有限元和理論分析的基礎(chǔ)上，提出恢復(fù)力曲線計(jì)算方法，為抗震設(shè)計(jì)服務(wù)。本研究為推動(dòng)我國(guó)組合結(jié)構(gòu)推廣應(yīng)用與科技進(jìn)步作出貢獻(xiàn)。

在對(duì)鋼筋混土和預(yù)應(yīng)力混凝土薄壁箱形截面受彎構(gòu)件、受扭構(gòu)件以及復(fù)合受力構(gòu)件的受力變形性能進(jìn)行較系統(tǒng)的理論分析和試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，提出合理實(shí)用的設(shè)計(jì)計(jì)算公式，完善和補(bǔ)充現(xiàn)行的混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范。項(xiàng)目研究對(duì)豐富和完善混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論、保證混凝土箱形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全、適用與經(jīng)濟(jì)具有重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。 2100433B