【摘 要】
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钢管混凝土（Concrete-Filled Steel Tube,简称CFST）柱因钢管对混凝土的套箍效应而被广泛应用于大跨度桥梁、高层建筑和住宅等现代结构中。然而,与圆形管相比,这种套箍效应在方形或矩形管中不是很有效。同时,方形或矩形CFST柱比圆形CFST柱更容易发生局部屈曲。本文旨在通过增加加劲肋厚度()、增加加劲肋数量、使用PBL加劲肋（在钢板上开孔）和斜向PBL加劲肋来提高方形CFST短
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钢管混凝土（Concrete-Filled Steel Tube,简称CFST）柱因钢管对混凝土的套箍效应而被广泛应用于大跨度桥梁、高层建筑和住宅等现代结构中。然而,与圆形管相比,这种套箍效应在方形或矩形管中不是很有效。同时,方形或矩形CFST柱比圆形CFST柱更容易发生局部屈曲。本文旨在通过增加加劲肋厚度()、增加加劲肋数量、使用PBL加劲肋（在钢板上开孔）和斜向PBL加劲肋来提高方形CFST短柱的极限承载力和延性系数。通过11根加劲型方CFST柱和1根不带加劲肋的方CFST柱进行了轴压试验,研究了加劲肋的厚度和加劲方式对方形CFST的极限承载力和延性的影响。基于试验,采用有限元软件ANSYS建立合理的有限元模型,并对混凝土强度,钢管壁厚进行了参数分析。同时,通过大量数据拟合得到纵向加劲型方CFST短柱轴压极限承载力的简化公式,与国内外主要规范进行了对比;提出了针对斜向PBL加劲肋的宽厚比限值,并基于此将修正后的围压效应理论与局部屈曲理论相结合提出了斜向PBL加劲型方CFST短柱轴压极限承载力的公式,与国内外主要规范进行了对比。本文主要研究成果如下:（1）增加加劲肋厚度对不同的加劲方式有不同的贡献。普通单纵向加劲肋试件的主要作用是提高延性,但强度指数降低;单纵向PBL加劲肋试样的极限承载力和强度指标略有增加,但延性有急剧下降的风险;双纵向PBL加劲肋构件的强度指标基本稳定,极限承载力和延性略有提高;斜向PBL加劲肋构件的极限承载力、强度指标和延性大幅度提高且避免了延性急剧下降的风险。（2）钢管厚度为2.75mm和加劲肋厚度为4.75mm时,B和D组的PBL加劲方式对极限承载力的提升优势体现了出来,B组的极限承载力随着混凝土强度的增加而速率不断增大;相比于其它几种加劲方式,D组的极限承载力最大并且随着混凝土强度的增加几乎呈线性增长。当试件为薄壁钢管和加劲肋厚度大于钢管厚度的条件下,D组加劲方式对于构件极限承载力的贡献将远远大于其它加劲形式,B组加劲方式在高强度混凝土的条件下才能明显发挥出它对极限承载力的贡献。（3）提出了一种预测斜向PBL方CFST轴压短柱极限承载力的新方法。该方法考虑了斜向PBL加劲肋与外钢管共同承担荷载的特性以及外钢管局部屈曲对极限承载力的影响,与试验结果吻合较好,但ACI 318-14、BS5400、AIJ、DBJ/T13-51-2010和Eurocode4方法预测的结果过于保守。
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