型钢混凝土柱在单调荷载作用下的受扭性能试验及其设计方法研究-结构工程专业论文.docx

摘要随着型钢混凝土结构理论研究的不断深入和工程应用的日益广泛，复杂受力状态下型钢混凝土构件的强度问题引起了国内外学者的关注。本文结合试验研究和理论分析，对十字形型钢混凝土柱的复合受扭性能进行了进一步的探讨。本次试验共采用6个试件，其中5根为十字形型钢混凝土试件，另外1根为钢筋混凝土对比试件。本文通过6根柱子在压弯剪扭复合受力下的单调受扭荷载试验，得到了型钢混凝土柱在单调荷载下的裂缝发展规律和破坏特征。试验主要通过控制轴压比、扭弯比、混凝土强度和配箍率等参数，对比不同参数下混凝土、钢筋、型钢的应变情况和试件的变形特征，分析各参数对试件受扭承载力的影响，揭示型钢混凝土构件在压弯剪扭复杂应力状态下的受扭性能。试验分析结果表明，在压弯剪扭复合受力下，配箍率的增加能有效提高型钢混凝土柱的受扭承载力，轴压比的增加对试件的受扭承载力也有一定的提高作用。普通钢筋混凝土构件相比，型钢的配置能有效约束核心混凝土，限制裂缝发展速度，显著提高试件的受扭承载力。本文通过研究十字形型钢混凝土柱的受力机理，采用变角空间桁架模型，提出了十字形型钢混凝土柱在压弯剪扭复合受力下的开裂扭矩和极限扭矩的计算公式，计算值与试验值基本吻合。关键词：型钢混凝土柱，受扭性能，复杂应力状态，开裂扭矩，极限扭矩基金项目：国家自然科学基金、江苏省企业研究生工作站（苏州二建建筑集团有限公司）AbstractWiththedeepeningofthesteelreinforcedconcretestructuretheoryresearchandthe widerangeofengineeringapplication,thestudyonstrengthofthesteelreinforcedcon- cretestructures undercomplicatedstress statecausedtheattentionofscholarsbothathome andabroad.Basedonexperimentalstudyandtheoreticalanalysis,furthercompoundtor- sionperformanceofsteelreinforcedconcretecolumnarediscussedinthis paper.Thisexperimentusesatotalofsixspecimens,fivespecimensarecross-shapedsteel reinforcedconcretecolumns,andtheotheronespecimenisreinforcedconcretecolumn. Basedonexperimentofsixspecimensundercombinedtorsion,thecrackformation,de- velopmentrule,andthefailurecharacteristicofsteelreinforcedconcretecolumnsareob- tained.Throughthecontrolofaxialcompressionratio,torsion-bendingratio,concretein-tensionandstirrupratio，comparingstrainfeaturesofconcrete、steelbars、section steelanddeformationcharacteristicsofspecimenswithdifferentparameters,studyingtheinfluence ofdifferentparameterstothespecimentorsionalload,thetorsionalbehaviorofsteelrein- forcedconcretecolumns undercomplex stress conditionis analyzed.Thestudyresultsindicatethat,undercombinedtorsion,theincreaseofstirrupratio hasacertainroleintheimprovementofthetorsionalloadofsteelreinforcedconcrete column,thetorsionalloadofsteelreinforcedconcretecolumnimproveswiththeincrease ofaxialcompressionratio.Comparingwithreinforcedconcrete,steelcomponentsplayan effectiveroleontherestrai