为了研究设肋方式、钢管厚度、钢材强度和混凝土强度对冷弯薄壁方钢管混凝土组合柱力学性能的 影响，本文采用ABAQUS 有限元程序，对冷弯薄壁方钢管混凝土组合柱进行非线性有限元分析，计算和分 析了冷弯薄壁方形钢管混凝土组合柱轴压时的荷载－变形全过程关系曲线。给出了有限元计算中钢材和混凝 土本构关系模型、钢管及其核心混凝土之间界面模型等确定方法，分析在轴压作用下四种不同截面形式的冷 弯薄壁方钢管混凝土组合柱的力学性能和破坏模态，理论计算结果与试验结果吻合较好。研究表明，设肋能 有效改善冷弯薄壁方钢管混凝土组合柱的力学性能，与不带肋截面钢管混凝土构件相比，四边肋截面钢管混 凝土构件的轴压承载力提高了9.4%~14.8%，十字肋截面钢管混凝土构件提高了18.7%~39.9%，而空钢管构 件降低了65.3%~89.7%。同时，混凝土强度和钢管厚度对冷弯薄壁方钢管混凝土柱的轴压承载力影响较大。

介绍了单边螺栓的构造和类型, 分别描述了单调加载试验和循环往复加载试验的半刚性钢管混凝土框架端板连接节点的破坏形态、连接特征和弯矩 转角关系曲线。基于组件法, 提出了连接的弹簧刚度模型。通过 ABAQUS有限元程序建立了节点理论计算模型, 模拟了钢管与核心混凝土、单边螺栓与端板、端板与柱壁之间的复杂接触, 考虑了几何非线性和材 料非线性的影响。理论计算结果与试验结果比较吻合较好。研究表明, 半刚性钢管混凝土框架端板连接节点具有半刚性、部分强度特性; 同时具有良好的抗震性能, 其连接转动能力超过美国规范 FEMA350规定的连接极限转角 30m rad; 可以安全有效地在受弯组合框架结构中应用和推广。

本文在建立了高温下钢管混凝土柱一钢梁外加强环节点有限元分析模型的基础上，分析了在不同恒高温下环板宽度、钢管厚度、钢梁翼缘宽度和厚度、梁高等参数对节点抗弯承载力和初始刚度的影响。在此基础上建议了高温下节点抗弯承载力和初始刚度的简化计算方法，并用欧洲规范 EC3的连接分类方法对高温下节点刚性进行了分析。

进行了4个带肋薄壁钢管混凝土梁柱端板连接节点的静力试验，试件的钢管由厚度为1.5mm或3mm的冷弯薄壁型钢组合而成，高强螺栓端部焊接50mm长的螺纹钢筋。分析了端板类型、钢管壁厚度对节点破坏模式和连接的弯矩转角关系特征等的影响，研究节点的承载力、刚度、延性和各组件关键部位的应变分布规律，提出了节点区柱壁加厚和螺栓锚固加强等合理构造措施。试验研究表明：端板类型和钢管壁厚度对薄壁钢管混凝土框架梁柱端板连接节点的受弯承载力和初始刚度影响较大；节点破坏模式主要有端板弯曲变形、受拉螺栓被拔出、柱壁受拉螺栓孔处鼓曲撕裂、单边螺栓端部钢筋被拉断等；节点具有部分强度、半刚接、良好延性等特性，其连接转动能力超过美国规范FEMA350规定的连接极限转角0.03rad。