论文摘要：多室式钢管混凝土组合T形构件轴压和纯弯力学性能研究

为解决实际工程中存在的边柱凸出墙面的问题，本课题组提出了多室式钢管混凝土组合T形柱，其具有承载力高、施工环节简单、经济效益好等优点。本文围绕多室式钢管混凝土组合T形构件的轴压力学性能理论分析、纯弯力学性能试验研究与有限元分析展开工作，主要包括以下方面：

1、多室式钢管混凝土组合T形柱轴压力学性能理论分析

（1）对已有的试验数据做进一步分析。实验结果表明：由于钢管和混凝土组合具有优势互补效应，多室式钢管混凝土组合T形柱的轴压承载力具有一定幅度的提高，其提高幅度介于普通方形与矩形截面钢管混凝土柱之间。

（2） 对约束混凝土本构模型进行讨论。通过引入相对有效约束效应系数后发现：对于本文所研究的多室式钢管混凝土组合T形截面，其翼缘处的钢管对内填混凝土的约束效应好于普通方形截面钢管，部分构件腹板处的钢管对内填混凝土的约束效应弱于普通方形截面钢管。而现有的约束混凝土本构模型均未考虑截面形状对内填混凝土约束效应的影响，需要引入相对有效约束效应系数。

（3）对多室式钢管混凝土组合T形柱的轴压承载力计算方法进行了讨论。采用叠加方法，其承载力可以视为三个矩形（方形）钢管混凝土柱的承载力之和，并且计算单个矩形（方形）钢管混凝土柱的承载力时需引入相对有效约束效应系数。引入相对有效约束效应系数后的轴压承载力计算结果与试验结果最为接近且离散度最小。

2、多室式钢管混凝土组合T形构件纯弯力学性能试验研究与有限元分析

（1）进行了6个多室式钢管混凝土组合T形构件和2个多室式空钢管组合T形构件的纯弯试验。主要研究加载方式、有无填充混凝土、截面尺寸以及钢管壁厚等参数对构件纯弯力学性能的影响。两种加载方式分别为集中荷载作用于翼缘（翼缘加载）和腹板（腹板加载）。实验结果表明：多室式钢管混凝土组合T形构件在两种加载方式下的的弹性阶段抗弯刚度相似，弹塑性阶段由于受拉区混凝土退出工作量的差异而导致抗弯刚度出现较大差异，且腹板加载时的抗弯承载力均高于翼缘加载时的抗弯承载力；相比空钢管试件，内填混凝土试件的抗弯承载力有明显的提高；钢管壁薄组试件的弹性段抗弯刚度和抗弯承载力均较低；腹板高度增大组试件的弹性阶段抗弯刚度和抗弯承载力均为最大。

（2）对截面中性轴的移动情况进行了分析。两种加载方式下多室式钢管混凝土组合T形构件的截面中性轴均往受压区移动，移动范围介于截面形心轴与塑性轴之间。翼缘加载时中性轴的移动幅度大于腹板加载时的情况。

（3） 对截面理论塑性弯矩进行了讨论。所有构件的理论塑性弯矩均比试验值小，主要原因是计算理论塑性弯矩时采用钢材的屈服强度，而实际试验钢材的应力进入强化阶段。多室式钢管混凝土组合T形构件在腹板受压时的塑性弯矩值略大于翼缘受压时的塑性弯矩值，钢管壁薄组试件和腹板高度增大组试件的塑性弯矩值相对差异较大。

（4）用ABAQUS有限元软件对构件的纯弯加载过程进行模拟。模拟结果与试验结果较为吻合，所采用的有限元方法能够较好的分析多室式钢管混凝土组合T形构件的纯弯力学性能。

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