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十字形部分包覆钢-混凝土组合柱轴压性能数值分析与承载力计算方法

Numerical Analysis and Calculation Methods on the Axial Compression Behavior of Cross-Shaped Partially Encased Concrete Composite Columns

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为研究十字形部分包覆钢-混凝土组合柱(PEC柱)轴向荷载作用下的受力性能,通过有限元软件ABAQUS建立了足尺十字形PEC柱模型,并利用已有的试验数据验证了其可靠性;在此基础上,进行了典型十字形PEC柱轴压全过程受力分析,揭示了其在轴压作用下的受力机理和破坏模式,并对该构件进行了受力性能参数分析,系统分析了含钢率、截面高宽比、钢材强度、混凝土强度、系杆间距和截面面积等参数对其轴压性能的影响规律.研究结果表明:十字形PEC柱受力性能良好,其破坏模式主要表现为柱中部混凝土被压碎,钢筋骨架向外发生鼓曲,横向系杆间的型钢翼缘发生波纹状的局部屈曲;极限轴压承载力随截面含钢率、钢材强度、混凝土强度和截面面积的提高而增大,但截面高宽比和系杆间距等对其承载能力影响不大.最后,考虑混凝土约束效应分区,提出了十字形PEC柱轴压承载力简化计算方法,计算结果与有限元模拟结果吻合较好.研究结果将为十字形PEC柱的设计和应用提供参考.

王静峰、陶书庆、刘用、沈万玉、徐秋雨

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合肥工业大学土木与水利工程学院,合肥 230009

合肥工业大学先进钢结构技术与产业化安徽省协同创新中心,合肥 230009

合肥工业大学土木工程结构与材料安徽省重点实验室,合肥 230009

安徽富煌钢构股份有限公司,合肥 238076

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部分包覆钢-混凝土组合柱 十字形 轴压性能 有限元分析 轴压承载力

中央高校基本科研业务费专项中央高校基本科研业务费专项安徽高校协同创新项目

JZ2020HGQA0138PA2021GDSK0078GXXT-2019-005

2023

10.13969/j.cnki.cn31-1893.2023.03.007

建筑钢结构进展
同济大学

建筑钢结构进展

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.806
ISSN：1671-9379
年,卷(期)：2023.25(3)
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