摘要：为研究部分包裹钢-混凝土组合轴压柱的整体稳定性能与设计方法,完成了两个试件的试验。利用有限元软件ABAQUS建立部分包裹钢-混凝土组合柱数值分析模型,并对比试验数据校核模型准确性。利用该数值模型进行参数分析,考虑材料强度、组合柱长细比、含钢率、纵筋和系杆的布置对该类轴压构件整体稳定性能的影响,分别获得不同因素影响下构件绕强轴和绕弱轴的极限承载力。结果表明,材料强度、系杆间距及含钢率对稳定性能的影响均较为显著,纵筋对轴压稳定性能的影响可以忽略。基于数值模拟结果,按照不同含钢率进行归类分析,拟合出稳定系数曲线,并考虑材料强度组合和系杆间距的影响,对稳定系数曲线进行修正,获得适用于PEC柱的轴压整体稳定系数计算方法。基于现行规范,引入可靠度指数,得到PEC柱截面承载力计算公式,进而提出适用于部分包裹钢-混凝土组合柱的轴压整体稳定设计方法。

摘要：为研究窄翼缘PEC中长柱轴压整体稳定性能,设计制作9根组合长细比介于76~141(正则化长细比介于0.84~1.55)的窄翼缘PEC中长柱,进行轴压整体稳定性能试验。研究窄翼缘PEC中长柱的初始弯曲、长细比、混凝土强度等因素对其破坏模式和轴压整体稳定承载力的影响。试验结果表明,窄翼缘PEC中长柱在轴压荷载下的破坏模式表现为绕弱轴的弯曲失稳,长细比和初始弯曲显著影响试件的破坏模式和极限承载力。当试件的正则化长细比大于1.0,初始弯曲大于L/1000时,试件的破坏模式表现为整体极值点失稳;当试件的正则化长细比大于1.0,初始弯曲小于L/2000时,试件的破坏模式表现为弹性平衡分岔失稳;当试件的正则化长细比小于1.0,初始弯曲小于L/2000时,试件的破坏模式介于弹塑性极值点失稳和平衡点分岔失稳之间;初始弯曲一致时,试件的极限承载力随着长细比的增大迅速降低。采用ABAQUS有限元软件建立窄翼缘PEC中长柱有限元模型,将计算承载力与现行规范计算结果进行对比。结果表明,试件轴压整体稳定承载力比规范承载力高出20%,按现行规范计算整体稳定承载力时,没有充分考虑混凝土和型钢的协同作用,规范计算结果偏保守。