摘要
当今我国的基础建设发展迅速，普通混凝土构件的力学性能已经不能满足一些建筑的建设需求，为了解决这一需求，钢管混凝土组合结构应运而生。伴随着高层建筑对构件承载力和空间利用等方面要求的不断提升，高强度施工材料成为主流选择。高强度混凝土结构存在脆性问题，而使用高强钢管混凝土组合柱，通过由钢管提供的紧箍效应来提高核心混凝土的韧性和强度能够克服这些问题。并且在寒冷地区，冻融循环的影响是建筑结构面临的普遍问题，其对建筑结构中混凝土的力学性能影响较大。 本文结合国内外的研究现状，运用ABAQUS有限元软件进行数值模拟的方法对冻融循环后高强钢管混凝土组合柱在不同工况下的轴压、偏压以及抗震性能方面进行研究，为以后的实际工程提供参考依据，本文的主要研究工作包括以下几个方面： 通过ABAQUS有限元软件建立冻融循环后钢管混凝土组合柱有限元模型，将模拟所得到的荷载-位移曲线与极限承载力同文献中试验数据进行对比，模拟结果和试验结果极限承载力相差在15%以内，因此模型建立与材料本构选择正确且合理，可以通过该模型进行后续研究。 进行了108根冻融循环后高强钢管混凝土组合柱在轴心受压下的力学性能研究，分析了不同冻融循环次数、混凝土强度、钢管强度和钢管管壁厚度变化对组合柱力学性能的影响规律。随着冻融循环次数增加，组合柱的承载能力普遍下降，在不同参数中钢管壁厚度对极限承载力影响最显著。 进行了108根冻融循环后高强钢管混凝土组合柱在偏心受压下的力学性能研究，分析了不同冻融循环次数、混凝土强度、钢管强度和偏心距变化对组合柱的影响规律。并采用1stOpt软件拟合回归出冻融循环后高强钢管混凝土组合柱偏心承载力公式，与模拟数据对比误差在10%以内。试件的极限承载力随冻融循环次数增加而降低，并且所有影响参数中钢管强度的变化对承载力影响最大。 通过在低周往复位移荷载作用下进行了36根冻融循环后高强钢管混凝土组合柱的抗震性能研究，分析了不同冻融循环次数、轴压比和混凝土强度变化对组合柱的滞回曲线、骨架曲线、极限承载力、延性、耗能能力和刚度退化性能指标的影响规律。冻融循环后的组合柱具有良好的抗冻和能耗能力，但其承载能力、延性和耗能能力逐渐减小，且刚度退化现象明显。
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