[01151550]钢-混凝土组合结构抗震及稳定性研究与应用

①课题来源与背景　　钢－混凝土组合结构综合了混凝土结构和钢结构的优点，具有“轻型大跨”、“预制装配”、“快速施工”等特点，同混凝土结构相比可以大大减轻自重、减小结构尺寸、抗震性能优良、施工方便等，同钢结构相比可以节省用钢量、提高结构整体和局部稳定性、增强耐久性等，组合结构更容易满足现代结构对功能的需求，适合我国基本建设的国情。混凝土结构和钢结构都已有成熟的设计规范，然而目前我国钢－混凝土组合结构现有规范规程的相关条文还没有涉及抗震性能和稳定性能的内容，已有的研究成果已经不能满足组合结构快速发展的需求。　　课题组从2000年开始对钢－混凝土组合结构抗震及稳定性研究以及成果推广应用做了大量的工作，先后得到国家自然科学基金、湖南省杰出青年基金和相关企业的持续资助。　　②研究目的与意义　　10余年来，课题组对钢－混凝土组合结构抗震性能和稳定性等方面的关键技术进行了系列研究，完成了大量的试验研究和工程应用，建立了钢－混凝土组合结构抗震和稳定性计算理论，系统地提出了相应的设计方法，研究成果对完善有关组合结构设计规范规程、提高我国钢－混凝土组合结构的研究与设计水平，促进土木工程行业的科技进步等具有重要意义。　　③主要论点与论据　　本课题主要研究内容如下：　　（1）钢－混凝土组合简支和连续梁抗震性能试验研究、理论分析和设计方法　　（2）钢－混凝土组合梁稳定性能理论分析和设计方法　　（3）钢管混凝土柱和钢管混凝土格构柱抗震性能试验研究　　（4）钢管混凝土柱和钢管混凝土格构柱稳定性试验研究、理论分析和设计方法　　（5）钢－混凝土组合框架结构抗震性能试验研究和理论分析　　（6）钢－混凝土组合框架结构稳定性理论分析和设计方法　　④创见与创新　　（1）建立了组合梁正弯矩区和负弯矩区的恢复力模型，全面分析综合力比、剪力连接度和横向配筋率对组合梁延性和恢复力模型的影响；提出了经济合理的工字型组合梁和箱型组合梁的整体稳定和局部稳定的计算理论与设计方法以及组合梁负弯矩区稳定设计的修正方法，完善和发展了简支与连续组合梁抗震计算与设计方法。　　（2）首次开展了钢管混凝土格构柱的抗震性能研究，得到不同参数对其抗震性能的影响，建立了钢管混凝土格构柱轴压、偏压极限稳定承载力和局部稳定性理论分析方法及其设计方法；提出了单肢钢管混凝土轴压短柱的弹塑性全过程分析方法、偏压构件的模型柱法、非线性有限元法以及变形实用计算公式和组合截面实用计算方法。　　（3）提出了考虑组合效应的钢管混凝土柱－组合梁组合框架恢复力模型，建立了组合框架结构地震作用下弹塑性时程分析方法和基于位移与能量性能的组合框架抗震分析方法；建立了考虑组合效应的组合框架屈曲荷载计算方法和计算长度法，提出了考虑组合效应以及半刚性连接的组合框架二阶分析方法和简化塑性稳定设计方法。　　⑤社会经济效益，存在的问题　　研究成果在建筑工程和桥梁工程中具有广阔的推广应用前景，在全国10多个城市的18个实际工程中得到了推广应用，直接经济效益16932万元。　　存在问题：应加快推广应用。　　⑥历年获奖情况：无。