变截面钢管混凝土混合柱受力性能与设计方法研究

钢管混凝土混合柱由钢管混凝土格构柱和钢管混凝土复合柱组成（其中，钢管混凝土复合柱是以钢管混凝土为柱肢、钢筋混凝土板为缀板的多肢柱）。它具有构造简单、节约材料、施工方便、抗震性能好等优点，可应用于高墩和大跨钢管混凝土桁肋拱中，是一种具有发展潜力、值得深入研究的新型组合结构。本项目将对这种等截面和变截面的钢管混凝土复合柱和混合柱进行在单次荷载和往复荷载作用下的受力性能的理论分析、试验研究和有限元分析，了解结构中不同构件之间的传力机理，提出合理的构造措施；了解结构的破坏机理和极限承载能力，提出极限承载力的实用计算方法；了解其滞回特性、耗能能力等，提出恢复力曲线计算方法，为抗震设计服务。研究将抓住新型结构应用的理论基础和实际应用的关键问题，在了解钢管混凝土复合柱受力性能的基础上，给出设计方法，为工程应用服务，为推动我国结合结构的推广应用与科技进步作出贡献。

钢管混凝土混合柱（简称“混合柱”）由钢管混凝土格构柱和钢管混凝土复合柱（简称“复合柱”）组成（其中，复合柱是以钢管混凝土为柱肢、钢筋混凝土板为缀板的多肢柱）。它具有构造简单、节约材料、施工方便、抗震性能好等优点。本项目首先开展了两批的等截面的复合柱和混合柱在单次荷载作用下的试验研究，试验参数包括长细比、偏心率和腹板相对高度。通过试验研究了解结构中不同构件之间的传力机理、破坏形式和极限承载能力，同时结合有限元分析方法和扩展参数分析，提出合理的构造措施，得到极限承载力的实用计算方法。其次，同样以长细比和偏心率为试验参数，进行了变截面钢管混凝土复合柱和混合柱的双参数试验研究。结合试验结果和有限元参数分析，在等截面复合柱和混合柱极限承载力计算方法的基础山，提出了变截面复合柱和混合柱的极限承载力实用计算方法。此外，为了探讨各类结构在往复荷载作用下的受力性能，滞回特性和耗能能力，本项目还进行了等截面格构柱和复合柱，变截面混合柱的滞回试验研究。在有限元和理论分析的基础上，提出恢复力曲线计算方法，为抗震设计服务。本研究为推动我国组合结构推广应用与科技进步作出贡献。