摘要
钢骨-不锈钢管超高性能混凝土柱（SCSFBT）是在钢管混凝土和钢骨混凝土柱，以及超高性能混凝土基础上发展起来的新型钢-混凝土组合结构。该组合柱不仅继承了钢管混凝土柱承载力高、耐火性能优秀及截面弯曲刚度大等优点，而且在混凝土中加设钢骨以期提升整体承载力和改善延性。既可应用于高层房屋结构中，也可应用于大跨结构中。外钢管采用不锈钢，对核心混凝土的约束性能好于普通碳素钢管，且耐久性、耐腐蚀性、耐火性等均好于普通钢管。本文主要采用试验研究和数值模拟方法，研究钢骨-圆不锈钢管超高性能混凝土柱的偏压力学性能，具体工作包括以下几个方面： （1）对18根钢骨-圆不锈钢管超高性能混凝土柱进行偏心受压试验，组合柱包括9根偏压中长柱和9根偏压短柱，短柱以偏心率、含骨率为主要变化参数，中长柱以径厚比、偏心率、含骨率为主要变化参数，研究长径比、偏心率、含骨率等参数对组合柱承载力、挠度、应变等力学性能的影响。 （2）对组合柱破坏形态进行分析。结果表明：短柱破坏形态为强度破坏，中长柱破坏形态为失稳破坏，长径比是对组合柱破坏形态影响最显著的参数。通过分析荷载-轴向位移、荷载-跨中挠度等曲线得到不同试验参数对承载力、刚度及延性等力学性能的影响规律。 （3）采用ABAQUS对组合柱进行有限元分析，将其结果与试验数据进行对比。并通过改变径厚比、偏心率、长径比及含骨率，在试验基础上进行有限元拓展，分析不同参数对组合柱偏压极限承载力的影响。结果表明：有限元模拟结果与试验结果吻合良好。组合柱偏压承载力随着长径比增大而降低，延性也相应降低；增大含骨率，可有效地提高偏压承载力和延性；随着径厚比的增大，承载力有显著的降低，但延性的降幅并不大；偏心率对构件承载力影响最显著。 （4）在现有承载力计算方法的基础上，通过试验数据与有限元拓展拟合方法，得到组合柱偏压承载力公式的简化计算公式，该公式计算的极限承载力与本文试验实测值吻合良好，为工程设计计算提供了依据。
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