钢管混凝土组合双肢柱偏压性能及设计方法
2021-04-16许力郭子雄
许力,郭子雄,2
(1.华侨大学土木工程学院,福建厦门,361021;2.华侨大学福建省结构工程与防灾重点实验室,福建厦门,361021)
框架结构在水平地震作用下主要依靠梁柱构件的屈服耗散地震能量,这会导致震后结构修复困难。鉴于此,MALAKOUTIAN 等[1]提出带联肢柱的框架结构体系,在该体系中,联肢柱由2根邻近的型钢柱通过若干钢梁连接而成,水平地震作用下,钢梁率先屈服耗能从而保护承重构件。截至目前,DIMAKOGIANNI等[2-4]开展相应的研究工作发现:通过合理设计布置,这种带“保险丝”的联肢柱框架结构体系能够实现理想的损伤控制。
为进一步提高构件承载力以及施工效率,本文提出一种新型钢管混凝土组合双肢柱(concrete filled steel tubular coupling composite columns,CCC)结构形式。CCC 的构造型式类似于格构柱,该柱以钢管混凝土(concrete filled steel tubular,CFST)作为柱肢,H型钢作为系梁,通过单边螺栓端板连接将2根柱肢与若干系梁组合成整体。CCC主要应用于水平力作用下以剪切变形为主的中低层框架结构。在正常使用状态时,CCC 为结构提供竖向承载力。地震作用下,系梁将承受侧向荷载引起的剪切作用而率先屈服耗能,减少主体构件的损伤,便于震后结构的加固修复。OU 等[5]开展了27根四肢钢管混凝土缀条柱轴压和偏压试验,发现长细比与偏心率是影响承载力的主要因素,且两者的影响基本上是独立的;聂建国等[6]以长细比为参数,对7 个钢管混凝土格构柱进行轴压试验,发现钢管混凝土格构柱各柱肢均处于小偏压受力状态;陈宝春等[7]提出了四肢钢管混凝土格构柱压弯承载力的实用设计方法;……