● 摘要
钢筋混凝土异型柱框架结构因其自身的优越性，倍受开发商和住户的欢迎。但由于异形柱截面特殊，受力形式复杂，易出现受力薄弱部位。人们对其进行了大量的研究，但基本上都忽略了附加扭矩的影响。实际上，由于剪力中心和截面形心不重合，在水平力和竖向力的共同作用下，异形柱处于压、弯、剪、扭的复合受力状态。复合扭转是一个比较复杂的问题，尤其对于截面特殊的异形柱而言。钢筋混凝土异形柱是开口不规则截面杆件，虽然不是典型意义上的薄壁杆件，但材料力学关于薄壁杆件扭转弯曲理论中，并无壁厚与肢长比值的严格界定；且随着异形柱框架体系不断向小高层发展，宽肢异形柱开始出现，故异形柱的受力性能，可借鉴Vlasov.V.Z.薄壁杆件扭转弯曲理论的研究成果。本文据此推导出了弯压剪扭复合受力状态下开口薄壁杆件的截面刚度矩阵，这为异形柱截面非线性研究奠定了基础。试验研究是本文的主要研究方法之一。本文选取异形柱中应用最为广泛且受力性能最差的柱形－L形柱作为研究对象，分别从单个柱构件和框架结构柱两个方面，考察L形截面柱在低周反复荷载作用下产生的附加扭矩的大小和差异；并借鉴规范对复合受力构件剪扭承载力的计算方法，定量地分析附加扭矩对L形柱所产生的影响。研究结果表明：单个L形柱和结构中的L形框架柱受扭性能不同。单个L形柱对水平荷载的加载角度表现敏感，非对称加载时，实测最大扭矩与开裂扭矩的比值已达85%，附加扭矩的影响不容忽略，设计中应考虑压弯剪扭的复合作用；而L形框架柱作为结构中协同工作的一部分，抗扭性能明显改善，附加扭矩可忽略不计，按规程构造要求加密箍筋，能够抵抗构件因附加扭矩所产生的影响。同时，本文根据等参元理论编制了非线性程序，得出L形柱在水平低周反复荷载作用下最不利加载角度，理论计算和试验结果吻合良好。