鋼骨方鋼管高強(qiáng)混凝土組合柱小偏心受壓力學(xué)性能

徐亞豐++金松++夏世強(qiáng)++畢洋洋

摘要：為研究鋼骨方鋼管高強(qiáng)混凝土組合柱小偏心受壓力學(xué)性能，采用有限元軟件ABAQUS對(duì)鋼骨方鋼管高強(qiáng)混凝土組合柱小偏心受壓試件進(jìn)行非線性有限元分析，研究了長(zhǎng)細(xì)比、偏心率、配骨指標(biāo)和加載方向這些參數(shù)對(duì)組合柱小偏心受壓力學(xué)性能的影響。通過(guò)回歸分析提出小偏心受壓承載力簡(jiǎn)化計(jì)算公式，并將簡(jiǎn)化公式計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果及有限元（FEM）計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明：長(zhǎng)細(xì)比、偏心率對(duì)組合柱小偏心受壓承載力影響較顯著；配骨指標(biāo)的增大能提高組合柱的延性；加載方向?qū)Τ休d力影響很??；簡(jiǎn)化公式計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果及有限元計(jì)算結(jié)果吻合良好。

關(guān)鍵詞：小偏心受壓；有限元分析；鋼骨方鋼管高強(qiáng)混凝土組合柱；承載力；延性

中圖分類號(hào)：TU398.9文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Mechanical Properties of Square Steel Tube Filled with Steelreinforced

Highstrength Concrete Composite Columns Under Small

Eccentric CompressionXU Yafeng， JIN Song， XIA Shiqiang， BI Yangyang

（School of Civil Engineering， Shenyang Jianzhu University， Shenyang 110168， Liaoning， China）Abstract： In order to investigate mechanical properties of square steel tube filled with steelreinforced highstrength concrete composite columns subjected to small eccentric compression， nonlinear finite element analysis of square steel tube filled with steelreinforced highstrength concrete composite columns under small eccentric compression was conducted by the software ABAQUS. The effects of slenderness ratio， eccentricity， steel ratio and loading direction on the mechanical properties of composite column under small eccentric compression were analyzed. Simplified calculation formula was proposed， and simplified calculated results were compared with test results and FEM results. The results indicate that slenderness ratio and eccentricity ratio have significant impact on bearing capacity of composite column under small eccentric compression. Increasing of steel ratio can improve the ductility of the composite columns， and loading direction has small influence on bearing capacity. Calculation results of simplified formula are in well agreement with experimental results and FEM results.

Key words： small eccentric compression； finite element analysis； square steel tube filled with steelreinforced highstrength concrete composite column； bearing capacity； ductility

0引言

鋼與混凝土組合柱結(jié)構(gòu)以其優(yōu)良的力學(xué)性能在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)中得到廣泛運(yùn)用。歷次震害調(diào)查數(shù)據(jù)表明，柱在建筑結(jié)構(gòu)中是關(guān)鍵構(gòu)件，關(guān)系到建筑物在地震中是否倒塌。隨著現(xiàn)代高層、超高層建筑和大跨建筑快速發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)中柱承受的荷載越來(lái)越大。如果采用普通鋼筋混凝土柱，為滿足軸壓比不超限，柱截面尺寸會(huì)變得很大，不但占用較大的建筑空間，而且在地震作用下容易形成短柱，發(fā)生脆性破壞的鋼骨鋼管高強(qiáng)度混凝土組合柱由于鋼管和鋼骨的雙重約束作用大大改善了高強(qiáng)混凝土的脆性。文獻(xiàn)[1]進(jìn)行了鋼骨鋼管自密實(shí)混凝土組合短柱軸心受壓試驗(yàn)，研究試件的破壞模態(tài)，提出了組合短柱軸心受壓承載力計(jì)算公式。文獻(xiàn)[2]對(duì)鋼骨方鋼管混凝土組合柱進(jìn)行了抗震性能試驗(yàn)，研究了不同參數(shù)對(duì)組合柱極限承載力和剛度的影響。文獻(xiàn)[3]對(duì)火災(zāi)后鋼骨鋼管混凝土組合柱展開(kāi)軸心受壓力學(xué)性能試驗(yàn)，深入分析了均勻受火和不均勻受火對(duì)組合柱軸心受壓力學(xué)性能的影響。文獻(xiàn)[4]，[5]分別對(duì)鋼骨圓鋼管高強(qiáng)混凝土組合柱偏心受壓力學(xué)性能和鋼骨方鋼管高強(qiáng)混凝土組合短柱軸心受壓力學(xué)性能進(jìn)行了非線性有限元分析。目前，對(duì)于鋼骨方鋼管高強(qiáng)混凝土組合柱構(gòu)件小偏心受壓非線性有限元分析的相關(guān)報(bào)道很少，為此筆者采用大型通用有限元軟件ABAQUS對(duì)鋼骨方鋼管高強(qiáng)混凝土組合柱小偏心受壓力學(xué)性能進(jìn)行非線性有限元分析，所得結(jié)論可為該新型組合柱在工程中使用提供相關(guān)參考，并且為后續(xù)理論研究奠定基礎(chǔ)。

1有限元分析模型

1.1模型設(shè)計(jì)

筆者設(shè)計(jì)了14根鋼骨方鋼管高強(qiáng)混凝土組合柱小偏心受壓試件，其主要參數(shù)為：長(zhǎng)細(xì)比λ（λ=L/B，L為組合柱的計(jì)算長(zhǎng)度，B為組合柱截面寬度）；偏心率e/r（e為偏心距，r=B/2）；配骨指標(biāo)ρ，ρ=fsyAs/（fckAc）；套箍指標(biāo)θ，θ=ftyAs/（fckAc），其中As為鋼骨截面面積，fty為鋼管屈服強(qiáng)度，fsy為鋼骨屈服強(qiáng)度，Ac為混凝土截面面積，fck為混凝土軸心受壓強(qiáng)度，加載方向分為沿強(qiáng)軸加載和沿弱軸加載。試件參數(shù)如表1所示，試件截面形式如圖1所示。

1.2材料本構(gòu)關(guān)系模型

對(duì)鋼材采用二次塑流本構(gòu)模型，同時(shí)鋼材泊松

表1試件參數(shù)

Tab.1Parameters of Specimens試件編號(hào)λe/rfty/MPafsy/MPafck/MPaρθPY10I15330.1535035548.40.300.81PY10I25330.2535035548.40.300.81PY10I35330.3535035548.40.300.81PY10I40330.4035035548.40.300.81PY10I55330.5535035548.40.300.81PY10I70330.7035035548.40.300.81PY10I90330.9035035548.40.300.81PY10I110331.1035035548.40.300.81PY10I40440.4035035548.40.300.81PY10I40660.4035035548.40.300.81PY10I40880.4035035548.40.300.81PY12I40330.4035032048.40.350.82PY14I40330.4035042048.40.550.83PY10IR40330.4035035548.40.300.81注：試件編號(hào)中PY表示偏壓，第1組數(shù)字表示鋼骨型號(hào)，第2組

數(shù)字表示偏心距，第3組數(shù)字表示長(zhǎng)細(xì)比，R表示加載方向沿

弱軸方向加載。

圖1試件截面形式（單位：mm）

Fig.1Section Form of Specimen （Unit：mm）比取0.3。鋼材本構(gòu)關(guān)系計(jì)算公式參考文獻(xiàn)[6]，混凝土泊松比取0.2，彈性模量Ec參照如下公式計(jì)算

Ec=4 370f′c（1）

式中：f′c為核心混凝土圓柱體抗壓強(qiáng)度。

核心混凝土的受壓本構(gòu)關(guān)系采用下面公式計(jì)算

y=2x-x2 x≤1

xβ（x-1）η+xx>1（2）

式中：x=ε/ε0，y=σ/σ0，ε為核心混凝土的應(yīng)變，σ為核心混凝土的應(yīng)力，σ0為核心混凝土的峰值應(yīng)力，σ0=[1.2+（-0.016 2θ2+0.12θ）（19.2fck）0.45]fck，ε0=εcc+29×10-6fckθ0.2，εcc=1 300+14.93×10-6·fck；η=1.1+1/x；β=f0.1ck1.57（1+θ）（1+ρ）。

核心混凝土受拉本構(gòu)關(guān)系不考慮外部鋼管的約束作用，參考文獻(xiàn)[7]中建議的公式，混凝土斷裂能Gf計(jì)算公式如下

Gf=α（f′c/10）0.7（3）

式中：α=1.25dmax+10，dmax為粗骨料最大粒徑。

拉應(yīng)力σp按下面公式計(jì)算

σp=0.26（1.25f′c）2/3（4）

1.3參數(shù)設(shè)置

鋼管和鋼骨采用四節(jié)點(diǎn)減縮積分殼單元S4R，核心混凝土采用八節(jié)點(diǎn)減縮積分三維實(shí)體單元C3D8R，筆者通過(guò)不斷試算劃分網(wǎng)格密度，并且選取合理網(wǎng)格劃分密度。外鋼管與核心混凝土截面的切向采用庫(kù)侖摩擦接觸類型，根據(jù)參考文獻(xiàn)[8]，[9]建議，同時(shí)通過(guò)不斷試算發(fā)現(xiàn)，鋼管與核心混凝土界面摩擦因數(shù)取0.6可以獲得較好的收斂性，并且具有較高的計(jì)算精度。鋼管與核心混凝土法線方向采用硬接觸。鋼骨采用嵌入命令嵌入核心混凝土中。核心混凝土與加載板（加載板剛度很大）之間的接觸類型為綁定約束，鋼骨和鋼管與加載板之間的接觸類型選取實(shí)體殼耦合約束。加載約束柱底墊塊X，Y，Z三個(gè)方向的平動(dòng)自由度，然后在柱頂墊塊設(shè)置加載線，約束柱頂墊塊X，Y方向的平動(dòng)自由度，沿Z方向進(jìn)行加載。2有限元計(jì)算結(jié)果分析

2.1受力全過(guò)程分析及破壞模態(tài)分析

鋼骨方鋼管高強(qiáng)混凝土組合柱小偏心受壓試件的荷載側(cè)向撓度（NUm）關(guān)系曲線主要可以分為3個(gè)階段，如圖2所示。

圖2典型試件NUm曲線

Fig.2NUm Curve of Typical Specimen（1）第1階段是加載初期的彈性階段（OA）：由于初始荷載較小，鋼管、鋼骨、核心混凝土幾乎處于單獨(dú)工作，此時(shí)都處于彈性工作狀態(tài)，A點(diǎn)可以看作是組合柱達(dá)到彈塑性階段的起點(diǎn)，這一階段的主要特征是荷載側(cè)向撓度關(guān)系曲線基本呈線性。

（2）第2個(gè)階段是屈服階段（AB）：隨著外部荷載不斷增大，鋼管、鋼骨和核心混凝土受力不斷增大，此時(shí)鋼管、鋼骨都已發(fā)生屈服。核心混凝土橫向變形超過(guò)鋼管橫向變形，外部方鋼管與核心混凝土?xí)a(chǎn)生相互作用，加之內(nèi)置鋼骨發(fā)揮對(duì)核心混凝土的約束作用，此時(shí)試件荷載撓度關(guān)系曲線表現(xiàn)出明顯的非線性。

（3）第3個(gè)階段是破壞階段（BC）：加載超過(guò)峰值點(diǎn)（B點(diǎn)）時(shí)，試件側(cè)向撓度迅速增長(zhǎng)，產(chǎn)生較大的二階彎矩，組合柱試件需要不斷減小荷載才能維持平衡狀態(tài)，此時(shí)組合柱試件進(jìn)人破壞階段。

圖3給出了鋼管應(yīng)力沿長(zhǎng)度方向的分布。加載達(dá)到彈性階段末（A點(diǎn)）時(shí)，受壓側(cè)鋼管應(yīng)力水平較高，最大應(yīng)力達(dá)到345 MPa，說(shuō)明受壓側(cè)鋼管大部分區(qū)域發(fā)生屈服，而受拉側(cè)鋼管應(yīng)力水平較低，最大應(yīng)力只有284 MPa，受拉側(cè)鋼管還未發(fā)生屈服。當(dāng)加載達(dá)到峰值點(diǎn)（B點(diǎn)）時(shí)，受壓側(cè)鋼管全部屈服，受拉側(cè)鋼管部分區(qū)域開(kāi)始發(fā)生屈服。加載達(dá)到C點(diǎn)時(shí)，鋼管發(fā)生較大撓曲，同時(shí)鋼管應(yīng)力分布規(guī)律發(fā)生改變，受壓區(qū)鋼管的最大應(yīng)力達(dá)到485.9 MPa，說(shuō)明受壓區(qū)鋼管進(jìn)入強(qiáng)化階段。

圖4給出了核心混凝土縱向應(yīng)力沿長(zhǎng)度方向的分布。加載達(dá)到彈性階段末（A點(diǎn)）時(shí)，核心混凝土縱向應(yīng)力大小分布不均勻，受壓區(qū)邊緣混凝土縱向壓應(yīng)力較大，最大壓應(yīng)力達(dá)到40.43 MPa，受拉區(qū)邊緣開(kāi)始產(chǎn)生拉應(yīng)力，此時(shí)的拉應(yīng)力水平較低。荷載達(dá)到峰值點(diǎn)（B點(diǎn)）時(shí)，受拉區(qū)范圍不斷擴(kuò)大，受壓區(qū)范圍相對(duì)減小，同時(shí)受壓區(qū)核心混凝土縱向應(yīng)力繼續(xù)增長(zhǎng)，最大縱向壓應(yīng)力達(dá)到62.85 MPa，受拉區(qū)混凝土應(yīng)力繼續(xù)增大，最大拉應(yīng)力增大到3.12 MPa，同時(shí)最大壓應(yīng)力主要集中在核心混凝土的角部區(qū)域。加載達(dá)到C點(diǎn)時(shí)，由于外部鋼管和內(nèi)置鋼骨對(duì)受壓區(qū)核心混凝土的約束作用區(qū)域強(qiáng)化，受壓區(qū)角部核心混凝土繼續(xù)發(fā)展塑性，角部部分區(qū)域最大壓應(yīng)力達(dá)到125.2 MPa，而受拉區(qū)核心混凝土拉應(yīng)力幾乎沒(méi)有增長(zhǎng)。

圖5為鋼骨應(yīng)力沿長(zhǎng)度方向的分布。從開(kāi)始加載到彈性階段末（A點(diǎn)）時(shí)，受壓區(qū)鋼骨的應(yīng)力水平明顯高于受拉區(qū)鋼骨應(yīng)力水平，受壓區(qū)鋼骨最大應(yīng)力達(dá)到322.7 MPa，而受拉區(qū)鋼骨應(yīng)力只有124.4 MPa，此時(shí)鋼骨還未處于屈服狀態(tài)，同時(shí)受壓鋼骨翼緣的應(yīng)力明顯高于腹板的應(yīng)力。加載達(dá)到峰值點(diǎn)（B點(diǎn)）時(shí)，受壓翼緣大部分區(qū)域應(yīng)力達(dá)到345 MPa，此時(shí)受壓翼緣大部分區(qū)域進(jìn)入屈服狀態(tài)，受壓區(qū)鋼骨塑性變形深度發(fā)展，鋼骨腹板也開(kāi)始發(fā)生屈服；受拉區(qū)鋼骨翼緣大部分也發(fā)生屈服，但腹板沒(méi)有發(fā)生圖3鋼管應(yīng)力分布（單位：MPa）

Fig.3Stress Distributions of Steel Tube （Unit：MPa）圖4核心混凝土縱向應(yīng)力分布（單位：MPa）

Fig.4Longitudinal Stress Distributions of Core Concrete （Unit：MPa）圖5鋼骨應(yīng)力分布（單位：MPa）

Fig.5Stress Distributions of Steel （Unit：MPa）屈服。加載達(dá)到C點(diǎn)時(shí)，鋼骨開(kāi)始發(fā)生應(yīng)力重分布，鋼骨中部范圍內(nèi)應(yīng)力水平明顯高于其他區(qū)域的應(yīng)力水平，同時(shí)受壓翼緣應(yīng)力增大到391.7 MPa，此時(shí)受壓區(qū)鋼骨翼緣處于強(qiáng)化階段。

圖6給出了中截面核心混凝土縱向應(yīng)力的分布。當(dāng)加載達(dá)到A點(diǎn)時(shí)，核心混凝土呈帶狀分布，此時(shí)受拉區(qū)核心混凝土應(yīng)力水平較低。中截面受壓區(qū)核心混凝土邊緣纖維最大壓應(yīng)力約為40.43 MPa，此時(shí)受壓區(qū)核心混凝土還未達(dá)到極限抗壓強(qiáng)度。加載達(dá)到峰值點(diǎn)（B點(diǎn)）時(shí)，核心混凝土中和軸不斷向受壓區(qū)移動(dòng)，受拉區(qū)面積不斷增大，同時(shí)受拉區(qū)拉應(yīng)力出現(xiàn)較大幅度的增長(zhǎng)。受壓區(qū)應(yīng)力也出現(xiàn)較大增長(zhǎng)，最大應(yīng)力達(dá)到62.85 MPa。進(jìn)入破壞階段C點(diǎn)時(shí)，核心混凝土應(yīng)力分布發(fā)生變化，核心混凝土截面中心部位的縱向應(yīng)力高于邊緣區(qū)域核心混凝土的縱向應(yīng)力，此時(shí)最大壓應(yīng)力達(dá)到72.17 MPa。

組合柱小偏心受壓試件整體破壞模態(tài)是組合柱試件受壓區(qū)中部產(chǎn)生較大彎曲變形，同時(shí)伴隨明顯的局部屈曲變形[圖7（a）]，方鋼管破壞模態(tài)類似試件的整體破壞模態(tài)[圖7（b）]，核心混凝土中部產(chǎn)生較大的撓曲變形，受壓區(qū)核心混凝土被壓碎[圖7（c）]，鋼骨也是由于中部產(chǎn)生較大的彎曲變形發(fā)生破壞，未發(fā)現(xiàn)鋼骨受壓翼緣發(fā)生局部屈曲[圖7（d）]。

2.2有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果比較

通過(guò)有限元分析得到6個(gè)典型試件的荷載側(cè)向撓度曲線，并將有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析（圖8）。通過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn)：有限元計(jì)算結(jié)果與參考文獻(xiàn)[10]的試驗(yàn)結(jié)果吻合良好。圖6中截面核心混凝土縱向應(yīng)力分布（單位：MPa）

Fig.6Longitudinal Stress Distributions of Middle Section Core Concrete （Unit：MPa）圖7試件破壞模態(tài)

Fig.7Failure Modes of Specimens2.3參數(shù)分析

圖9為不同參數(shù)下NUm關(guān)系曲線。從圖9（a）可以看出，隨著偏心率不斷增大，試件的承載力急劇下降，偏心率從0.25增加到0.55時(shí)，試件承載力下降25.6%，同時(shí)試件承載力在彈性階段也出現(xiàn)大幅度下降。從圖9（b）可以看出，隨著配骨指標(biāo)不斷增大，試件承載力出現(xiàn)增長(zhǎng)，由于配骨指標(biāo)變化幅度小，組合柱偏心受壓承載力增長(zhǎng)不明顯。從圖9（c）可以看出，隨著長(zhǎng)細(xì)比增大，組合柱偏心受壓承載力下降較小，長(zhǎng)細(xì)比從3增大到6時(shí)，組合柱偏心受壓承載力下降4.5%，但長(zhǎng)細(xì)比對(duì)組合柱的初始剛度影響較大，長(zhǎng)細(xì)比從3增大到6時(shí)，組合柱的承載力下降75.4%。從圖9（d）可以看出，不同加載方向?qū)M合柱的承載力和彈性階段的剛度影響不明顯。

2.4荷載縱向應(yīng)變關(guān)系曲線

圖10給出了部分典型偏心受壓試件荷載縱向應(yīng)變（Nε）曲線，其中以拉應(yīng)變?yōu)檎瑝簯?yīng)變?yōu)樨?fù)。所有典型試件受壓區(qū)縱向應(yīng)變要高于受拉區(qū)縱向應(yīng)變，方鋼管、鋼骨對(duì)核心混凝土約束作用主要發(fā)生在受壓區(qū)。當(dāng)達(dá)到極限荷載的70%～80%時(shí)，外部方鋼管發(fā)生屈服，受壓區(qū)開(kāi)始發(fā)展塑性變形。當(dāng)達(dá)到極限荷載時(shí)，外部的方鋼管和內(nèi)部的鋼骨相繼發(fā)生局部屈曲，縱向應(yīng)變發(fā)展速度減緩，而受拉區(qū)縱向應(yīng)變?cè)鲩L(zhǎng)速度加快，這是由于受壓區(qū)鋼管發(fā)生局部屈曲后承載力下降，中和軸不斷向受壓區(qū)移動(dòng)。同時(shí)圖8有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果比較

Fig.8Comparisons Between FEM Results and Test Results圖9不同參數(shù)下NUm曲線

Fig.9NUm Curves with Different Parameters圖10典型試件Nε曲線

Fig.10Nε Curves of Typical Specimens還可以發(fā)現(xiàn)，隨著配骨指標(biāo)增大，受拉區(qū)和受壓區(qū)前期（彈性階段）和后期的下降階段（彈塑性變形階段）剛度不斷提高。

2.5不同位置的撓度曲線分布規(guī)律

柱體各測(cè)點(diǎn)距柱底的距離為h，相對(duì)距離h/H作為橫坐標(biāo)（以柱底為原點(diǎn)，H為柱的高度），縱坐標(biāo)為組合柱試件跨中側(cè)向撓度Um，n為在不同階段荷載N與極限荷載Nu的比值，典型試件側(cè)向撓度在不同受力階段變化關(guān)系曲線如圖11所示。在達(dá)到極限荷載的60%之前，試件跨中撓度增長(zhǎng)緩慢，但在達(dá)到極限荷載的60%時(shí)，試件跨中撓度增長(zhǎng)較快，同時(shí)還可以發(fā)現(xiàn)試件各位置的撓度分布規(guī)律基本滿足正弦半波曲線的規(guī)律。

圖11典型試件在不同受力階段的側(cè)向撓度

Fig.11Lateral Deflections of Typical Specimens at

Different Loading Stages3承載力簡(jiǎn)化計(jì)算

鋼骨鋼管混凝土組合柱偏心受壓的荷載力矩（NM）相關(guān)曲線是一條外凸曲線，可以用其計(jì)算組合柱小偏心受壓承載力，公式十分繁瑣，不利于推廣使用[1114]。筆者根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》附錄中關(guān)于圓鋼管混凝土偏心受壓承載力計(jì)算方法，通過(guò)回歸分析得到小偏心受壓承載力的計(jì)算公式，具體計(jì)算公式如下

Nu=φeN0（5）

N0=φNu（6）

式中：φe為偏心受壓承載力計(jì)算系數(shù)，φe=11+1.239（e/r）；N0為鋼管混凝土軸心受壓承載力。

根據(jù)參考文獻(xiàn)[7]有Nu=fckAc（1+αθ+ρ），α=0.58e-1.9θ+1.13，可得

φ=1.0 L/B≤4

1-0.03L/B-4L/B>4（7）

通過(guò)計(jì)算可以得到各試件的承載力，見(jiàn)表2。通過(guò)數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法整理得到按簡(jiǎn)化計(jì)算公式（5）計(jì)算的組合柱偏心受壓承載力與試驗(yàn)所得的偏心受壓承載力比值的均值為0.971，均方差為0.021，有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果比值的均值為1.006，均方差為0.012?？傮w來(lái)看，簡(jiǎn)化公式計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果相比偏低，說(shuō)明簡(jiǎn)化公式計(jì)算結(jié)果偏于安全，有限元計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果相比偏高，偏于不安全。這是因?yàn)橛邢拊治鲋袩o(wú)法考慮試件的初始缺陷和其他一些偶然因素。簡(jiǎn)化公式計(jì)算結(jié)果與有限元計(jì)算結(jié)果及試驗(yàn)結(jié)果的比較如圖12所示。4結(jié)語(yǔ)

（1）參數(shù)分析結(jié)果表明：偏心率、配骨指標(biāo)對(duì)偏壓組合柱的承載力和初始剛度影響較大，長(zhǎng)細(xì)比對(duì)組合柱偏心受壓承載力影響較小，但對(duì)初始剛度影響較大，加載方向?qū)M合柱偏心受壓承載力和初始剛度的影響都很小。

（2）有限元計(jì)算的荷載側(cè)向撓度曲線與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好，而且偏心受壓承載力相差較小。

（3）偏心受壓鋼骨方鋼管高強(qiáng)混凝土組合柱的側(cè)向撓度沿柱體不同高度的分布基本符合正弦半波曲線的規(guī)律。

（4）提出的鋼骨方鋼管高強(qiáng)混凝土組合柱小偏心受壓承載力公式計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果及有限元計(jì)

表2承載力計(jì)算結(jié)果

Tab.2Calculation Results of Bearing Capacities試件編號(hào)Nue/MNNuc/MNNus/MNNuc/NueNus/NuePY10I1533.2853.310PY10I2533.2162.9753.2100.941.00PY10I3532.7322.724PY10I4032.6932.6052.6750.970.99PY10I5532.3652.3172.3870.971.01PY10I7032.0862.068PY10I9031.8421.729PY10I11031.6491.482PY10I4042.6702.6052.6950.981.01PY10I4062.6082.4942.5630.940.98PY10I4082.5122.4492.5780.911.03PY12I4032.7252.6382.7560.971.01PY14I4032.8332.8422.8580.991.01PY10IR4032.6282.6052.6740.991.02注：Nue為參考文獻(xiàn)[8]中的試驗(yàn)結(jié)果；Nuc為簡(jiǎn)化公式計(jì)算結(jié)果；

Nus為有限元計(jì)算結(jié)果。

圖12簡(jiǎn)化公式計(jì)算結(jié)果與有限元計(jì)算結(jié)果及

試驗(yàn)結(jié)果比較

Fig.12Comparison of FEM Calculated Results and

Test Results of Simplified Formula算結(jié)果吻合良好。參考文獻(xiàn)：

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