为研究钢骨-钢管高强混凝土组合柱纯扭力学性能,采用ABAQUS有限元软件建立组合柱纯扭非线性有限元分析模型。分析了组合柱受力全过程、不同受力阶段的应力分布规律及最终破坏模态,研究了混凝土强度、配骨指标、钢材强度对组合柱抗扭力学性能的影响,基于强度叠加理论,提出了组合柱抗扭承载力简化计算公式,并且利用Matlab软件编写了组合柱抗扭简化承载力计算公式。结果表明,随着混凝土强度、配骨指标、钢材强度的提高,组合柱的极限抗扭承载力不断提高,其中,钢材强度影响最明显,混凝土强度次之,有限元计算所得组合柱抗扭承载力与组合柱抗扭承载力简化计算公式吻合良好。

采用C30混凝土按碳纤维体积掺量2‰进行配合比设计,制作了3个试验试件柱,对其进行水平低周往复加载,分析其在轴压比0.4、0.5、0.6下试件的滞回曲线、骨架曲线及位移延性系数;同时采用ABAQUS软件对碳纤维混凝土柱的滞回性能进行有限元分析,得到碳纤维柱的滞回曲线和应力云图。结果表明,轴压比的变化对试件滞回曲线的饱满程度影响不大,不同轴压比下试件的滞回曲线均比较饱满,没有出现捏拢现象,到达极限承载力后,曲线下降平缓;随着轴压比的增大,试件的极限承载力降低,所对应的极限位移和延性系数均减小。采用ABAQUS软件模拟得到的曲线与试验所得曲线吻合较好。