【摘 要】
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钢管混凝土组合异形柱（LCFST）具有钢管混凝土柱力学性能好、施工速度快、经济效益高等特点,还具有灵活的截面形式,从而达到隐藏于墙体、避免室内柱子凸角等效果,因此LCFST具有广泛的应用前景。根据连接方式不同,LCFST分为缀条连接式钢管混凝土组合异形柱、开孔钢板连接式钢管混凝土组合异形柱和钢板连接式钢管混凝土组合异形柱,针对钢板连接式钢管混凝土组合异形柱加工制作中存在的不便之处,提出一种新型H型
【基金项目】
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国家重点研发计划（2017YFC0703800）:“钢结构建筑产业化关键技术及示范”课题2“新型框架钢结构体系建筑产业化技术与示范”；
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钢管混凝土组合异形柱（LCFST）具有钢管混凝土柱力学性能好、施工速度快、经济效益高等特点,还具有灵活的截面形式,从而达到隐藏于墙体、避免室内柱子凸角等效果,因此LCFST具有广泛的应用前景。根据连接方式不同,LCFST分为缀条连接式钢管混凝土组合异形柱、开孔钢板连接式钢管混凝土组合异形柱和钢板连接式钢管混凝土组合异形柱,针对钢板连接式钢管混凝土组合异形柱加工制作中存在的不便之处,提出一种新型H型钢连接钢管混凝土组合异形柱（Special-shaped columns composed of concrete-filled steel tube connected by h-shaped steel,简称LCFST-H柱）,本文通过试验和数值分析对其进行深入的研究,具体内容如下:（1）对1根LCFST-H柱进行轴压试验研究,分析其破坏形态、承载能力、刚度、延性、应变特性以及挠度等力学性能,研究表明H型钢连接异形柱在轴压作用下表现为整体弯曲失稳。在验证了ABAQUS有限元模型正确性的基础上,进行参数化分析,研究H型钢翼缘厚度、H型钢腹板厚度、H型钢翼缘宽度、单肢钢管边长和柱高度等参数的影响规律。（2）通过在边肢柱加载的方式,对2根LCFST-H柱进行偏压试验研究,分析其破坏形态、承载能力、刚度、延性、应变特性以及挠度等力学性能,研究表明LCFST-H柱在偏压作用下表现为整体弯曲失稳和局部破坏,对比试验结果与数值分析结果,验证了有限元模型的正确性,在此基础上进行参数化分析,考虑H型钢翼缘厚度、H型钢腹板厚度、H型钢翼缘宽度、单肢钢管边长、钢管壁厚、柱高度以及材料强度等参数的影响。（3）针对LCFST柱在实际工程设计和计算中简化模拟方法缺乏理论依据的问题,提出了基于刚度等效的双梁-单壳单元的简化模拟方法。验证双梁-单壳单元简化模拟方法的正确性,分别采用实体模型以及刚度等效换算后单梁-单壳单元模型、双梁-单壳单元模型,基于通用分析和设计软件Midas建立了钢管混凝土组合异形柱框架计算模型,对比三种模型在不同荷载下的响应,验证基于刚度等效模拟方法在组合异形柱进行整体结构计算的可行性。（4）采用YJK和Midas软件,分别建立基于刚度等效的H型钢连接钢管混凝土组合异形柱结构模型,对比周期、振型和位移等大指标,验证其在实际工程中的可行性。
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