● 摘要
钢管混凝土叠合柱作为我国自主开发的组合结构，其良好的工程性能已在实际工程应用中得到了体现和验证，必将成为重载柱中优先考虑的结构类型和一个主要的发展方向。但目前，钢管混凝土叠合柱的关注点主要是对其轴心受压和受剪性能的研究，关于压弯状态下钢管混凝土叠合柱的破坏形态和承载能力，研究成果很少且不系统，现行的《钢管混凝土叠合柱结构技术规程》其设计方法也只是参照混凝土规范执行。 鉴于以上问题，本文对压弯状态下钢管混凝土叠合柱主要展开以下两部分的研究：第一部分通过非线性分析理论对压弯作用下钢管混凝土叠合柱截面进行非线性分析，揭示压弯作用下钢管混凝土叠合柱的受力特征及其工作机理。第二部分针对现行叠合柱规范正截面承载力计算公式低估了叠合柱承载力这一不足，本文利用极限平衡理论推导新的叠合柱正截面承载力公式。 本文主要研究内容具体如下： （1）通过选取合理的非线性材料本构关系，以平截面假定为基础，结合等参元理论推导钢管混凝土叠合柱截面割线刚度、切线刚度矩阵的表达式。 （2）利用牛顿迭代法编制Visual Fortran非线性分析程序，研究了偏心距、钢管位置系数以及纵筋配筋率对叠合柱承载性能的影响， 并得到N-M相关曲线，数值分析结果试验相比结果吻合较好，表明在叠合柱中存在与钢筋混凝土柱相类似的大小偏心两种破坏形态。 （3）数值分析结果得到的承载力与叠合柱现行规范公式计算结果对比发现，规范的承载力计算公式中未能合理考虑钢管的作用，大幅度低估了钢管混凝土叠合柱的承载力。 （4）根据数值分析得到的叠合柱大、小偏心的极限破坏特征，利用平截面假定以及极限平衡理论分析方法，分别推导了在大、小偏心受压作用下钢管混凝土叠合柱的正截面承载力计算公式，公式计算结果与试验结果吻合较好。