题目：多室式钢管混凝土组合L形柱轴压力学性能研究

为了克服目前钢管混凝土L形柱钢板存在90o阴角，钢管与核心混凝土之间相互作用相对较弱的缺点，提出了多室式钢管混凝土组合L形柱。它是先由三根矩形钢管型材焊接形成多室式异形钢管，再向其中浇注混凝土而成，具有受力合理、制作简单、经济性好的优点。本文以实验为重点，辅助以有限元数值模拟，对多室式钢管混凝土组合L形柱进行了轴压性能的研究和分析。主要工作包括以下几个方面：

（1）建立多室式钢管混凝土组合L形柱基本参数计算体系。采用刚度换算法，将混凝土和钢材换算成同一种材料从而计算出多室式钢管混凝土组合L形柱的形心坐标。用材料力学的方法，给出截面绕两个主轴的弯曲长细比的计算过程。参考钢结构的方法，推导出了多室式钢管混凝土组合L形柱弯扭换算长细比的计算公式。

（2）多室式钢管混凝土组合L形柱实验研究。试验分为8个试件的多室式钢管混凝土组合L形短柱试验与和15个试件的多室式钢管混凝土组合L形中长柱试验两部分。工作包括试验设计、试件加工、试验过程参与以及对试验现象记录和试验结果进行分析。对于短柱试验，考虑了肢长肢厚比、混凝土强度和钢管壁厚的影响。中长柱试验中考虑了柱子长细比和失稳方向的影响。

（3）多室式钢管混凝土组合L形柱有限元分析。采用ABAQUS有限元软件，建立有限元模型。解决了ABAQUS有限元模拟分析过程中钢管单元、混凝土单元的选取问题、钢材和核心混凝土本构模型的选择问题、钢管与核心混凝土之间接触关系的问题、钢管与钢管之间的约束关系问题、钢管与加载版间的接触关系问题以及计算收敛的问题。针对试验真实条件，对多室式钢管混凝土组合L形柱逐个进行数值模拟，得出模拟结果，将试验结果和数值模拟结果进行对比，并对模拟结果进行了分析。

用ABAQUS模拟了多室式钢管混凝土组合L形中长柱在一端固定一端自由的条件下工作性能，通过对其轴压长柱进行的特征值屈曲分析，比较了构件绕两个主轴屈曲时的变形特点及相应弹性屈曲临界力的大小。通过对其中长柱进行的非线性屈曲分析，讨论了构件长度、钢材强度、初偏心方向等参数对构件受力性能的影响。

（4）采用数据回归的方法，得出了适用于一端自由一端固定的条件下多室式钢管混凝土中组合L形中长柱的稳定系数与弯曲长细比之间的计算公式。