十字形部分包覆钢-混凝土组合柱轴压性能数值分析与承载力计算方法 - 王静峰; 陶书庆; 刘用; 沈万玉; 徐秋雨 (Jianzhu Gangjiegou Jinzhan)
为研究十字形部分包覆钢-混凝土组合柱（PEC柱）轴向荷载作用下的受力性能，通过有限元软件ABAQUS建立了足尺十字形PEC柱模型，并利用已有的试验数据验证了其可靠性；在此基础上，进行了典型十字形PEC柱轴压全过程受力分析，揭示了其在轴压作用下的受力机理和破坏模式，并对该构件进行了受力性能参数分析，系统分析了含钢率、截面高宽比、钢材强度、混凝土强度、系杆间距和截面面积等参数对其轴压性能的影响规律。研究结果表明：十字形PEC柱受力性能良好，其破坏模式主要表现为柱中部混凝土被压碎，钢筋骨架向外发生鼓曲，横向系杆间的型钢翼缘发生波纹状的局部屈曲；极限轴压承载力随截面含钢率、钢材强度、混凝土强度和截面面积的提高而增大，但截面高宽比和系杆间距等对其承载能力影响不大。最后，考虑混凝土约束效应分区，提出了十字形PEC柱轴压承载力简化计算方法，计算结果与有限元模拟结果吻合较好。研究结果将为十字形PEC柱的设计和应用提供参考。