带约束拉杆矩形钢管混凝土柱静力性能和抗震性能的关键问题研究

带约束拉杆矩形钢管混凝土柱是一种具有广阔应用前景的新型结构构件。该柱通过沿矩形钢管混凝土柱的纵向，每隔一定间距，设置横向水平的约束拉杆，以改善核心混凝土的约束效应，延缓钢管壁的局部屈曲，提高柱的受力性能。通过轴压、偏压试验对带约束拉杆矩形钢管混凝土柱的静力性能进行研究，分析各种参数对柱静力性能的影响，建立带约束拉杆以及不带约束拉杆矩形钢管混凝土柱内核心混凝土的本构模型以及承载力计算方法；研究约束拉杆间距、钢管宽厚比的合理限值。通过低周反复荷载试验对带约束拉杆矩形钢管混凝土柱的抗震性能进行研究，分析各种参数对柱滞回性能的影响，揭示带约束拉杆矩形钢管混凝土柱的抗震性能，从而进一步提出适合带约束拉杆矩形钢管混凝土柱的设计方法。

带约束拉杆矩形钢管混凝土柱是一种具有广阔应用前景的新型结构构件。针对带约束拉杆矩形钢管混凝土柱静力性能和抗震性能的关键问题进行研究，分别进行了35根不同参数的带约束拉杆矩形钢管混凝土柱的轴压、偏压试验和27根不同参数的带约束拉杆矩形钢管混凝土柱的低周反复荷载试验，分析了约束拉杆间距、拉杆直径、钢管宽厚比、偏心率等参数对该柱静力性能的影响以及轴压比、约束拉杆间距、拉杆直径、钢管宽厚比等参数对该柱抗震性能的影响。分别研究静力作用下和反复荷载作用下带约束拉杆以及不带约束拉杆矩形钢管混凝土柱内核心混凝土的等效单轴本构关系、钢管壁的局部屈曲特性、约束拉杆的合理间距、钢管宽厚比的合理限值、轴压和偏压作用下带约束拉杆矩形钢管混凝土柱的承载力计算方法等关键问题。在试验研究的基础上，提出了静力作用下带约束拉杆以及不带约束拉杆矩形钢管混凝土柱内核心混凝土的等效单轴本构关系模型；在上述模型基础上，进一步提出了反复荷载作用下带约束拉杆以及不带约束拉杆矩形钢管混凝土柱内核心混凝土的等效单轴本构关系模型；提出了轴压和偏压作用下带约束拉杆矩形钢管混凝土柱的承载力计算方法,给出了约束拉杆的合理间距、钢管宽厚比的合理限值等相关构造措施。最终建立了带约束拉杆以及不带约束拉杆矩形钢管混凝土柱的抗震以及非抗震的设计方法。项目成果可为工程实践提供理论依据和实用方法，对开拓钢-混凝土组合结构在高层建筑领域的应用有重要的学术意义，对完善钢管混凝土结构抗震以及非抗震设计方法有重要价值。