圆端形截面钢管混凝土柱抗震性能研究

圆端形截面钢管混凝土柱已被应用于抗震设防区的结构中.为了研究轴压比及高宽比对该类组合柱抗震性能的影响规律,进行了12根圆端形截面钢管混凝土柱的滞回试验.试验结果表明:和矩形钢管混凝土柱相比,圆端形截面钢管混凝土柱的破坏程度更轻,滞回曲线更饱满,变形能力、延性和耗能能力更高;柱承载力、刚度、耗能能力随着高宽比的增大而提高,但延性随之降低;高宽比对刚度退化速率和阻尼比的影响较小.建立了圆端形截面钢管混凝土柱的有限元模型,对比得到有限元模拟骨架曲线和实测结果吻合较好.采用经验证的有限元模型开展了圆端形截面钢管混凝土柱的参数分析,主要影响参数包括材料强度、含钢率、轴压比、长细比和高宽比.参数分析结果表明:圆端形截面钢管混凝土柱的承载力和刚度随着高宽比的增大而增大,但延性随之降低;当钢材屈服强度由235 MPa增大到700 MPa时,承载力提高了89.1％;当含钢率由0.05增大到0.2时,承载力提高了146％;当长细比由20增大到100时,承载力降低了88.3％;当轴压比由0.01增大到0.8时,承载力降低了61.2％;当高宽比由1提高到3时,承载力提高了215.3％.基于圆钢管混凝土恢复力模型,给出了圆端形截面钢管混凝土柱的恢复力模型,模型简化计算结果与试验结果吻合较好,误差在10％以内.