雙肢鋼管混凝土短柱軸壓力學(xué)性能研究

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1、王波等：雙肢鋼管混凝土短柱軸壓力學(xué)性能研究57DOI：10．13905／j．cnki．a(chǎn)wjz．2015．02．023雙肢鋼管混凝土短柱軸壓力學(xué)性能研究王波，王艷晗(北京林業(yè)大學(xué)水土保持學(xué)院，北京100083)【摘要】為研究雙肢異形鋼管混凝土短柱軸壓力學(xué)性能受肢間夾角的影響，利用有限元軟件ABAQUS建模對夾角為90。的雙肢異形鋼管混凝土短柱軸心受壓進行了計算，計算結(jié)果與試驗結(jié)果符合良好。在此基礎(chǔ)上，建立了肢間夾角為90。、105。、120。、135。、150。、165。、180。模型，對其力學(xué)性能與夾角之

2、間的相互作用進行了分析。通過對比不同規(guī)范下鋼管混凝土柱的軸壓承載力，給出適用于雙肢異形鋼管混凝土短柱的承載力計算公式。【關(guān)鍵詞】橋梁工程；雙肢異形；夾角；有限元模型；軸壓【中圖分類號】TU375【文獻標識碼】A【文章編號】1001—6864(2015)02—0057—03STUDYoFBEHAVIoRoFDoUBLE·C0MPoErl’C0NCRETE-FILLEDSTEELTUBESTUBCoLUMNSSUBJECTEDTOAXIAL·COMPRESSIoNWANGBo，WANGYan—han(Schoo

3、lofSoilandWaterConservation，BeijingForestryUniv．，Beijing100083，China)Abstract：Inordertostudythemechanicalpropertiesofdouble—componentconcrete—filledsteeltubestubcolumnsinfluencedbytheangleunderaxialcompression，thesimulationanalysisfor90。double—componentcon

4、crete—-filledsteeltubestubcolumnunderaxialcompressionwascarriedoutwithfiniteele—-mentABAQUS，andthesimulationresultsandexperimentresultswereprovedinagreementwitheachother．Onthisbasis，themodelof90。，105。，120。，135。，150。，165。，180。werecarriedoutandtheinter-actio

5、nbetweenthemechanicalpropertiesandtheanglewasanalyzed．Basedoncomparingthebearingcapacityofconcretefilledsteeltubeunderdifferertspecifications，apracticalcalculationformulaforulti—matebearingcapacityofdouble—componentconcrete—filledsteeltubestubcolumnswaspro

6、posed．Keywords：bridgeengineering；double—component；angle；finiteelementmodel；axialcompression目前，鋼管混凝土異形柱的研究已取得一系列成果，但主要集中在T形、十形、L形截面。對L形截面(即夾角為表1試件基本參數(shù)9O。的雙肢異形截面)鋼管混凝土柱的軸壓承載力的研究主要集中在力學(xué)性能和工作機理上，以及截面寬厚比、長寬比、約束拉桿和加勁肋對柱的承載力及延性的影響-3]，而肢間夾角對鋼管混凝土柱(圖1)的影響研究比較少。為此，本

7、文將采用有限元軟件ABAQUS對夾角為9O。時軸心受壓進行計算，并與試驗數(shù)據(jù)進行比較，用以驗證該方法的可靠性。在此基礎(chǔ)上，對不同肢間夾角的受力性能進行分析，通過對比不同規(guī)范下的承載力，給出適用于雙肢異形鋼管混凝土短柱的承載力計算公式。并考察了長寬比和寬厚比對其力學(xué)性能的影響。1有限元分析模型(1)試件的基本參數(shù)。利用文獻[3]中的試驗數(shù)據(jù)，采用ABAQUS，對夾角為90。的雙肢異形鋼管混凝土柱軸壓試驗進行有限元分析，試件參數(shù)見表1，截面示意圖見圖1。圖1試件截面示意圖(2)材料的本構(gòu)關(guān)系。鋼材采用等向彈塑性

8、模型，鋼材的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系曲線?；炷帘緲?gòu)關(guān)系采用塑性損(3)建立有限元模型?；炷梁图虞d板采用C3D8R傷模型。核心混凝土等效應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系模型?。單元，鋼管采用S4R單元。加載板采用剛性體模擬。加載58低玨矗建筑技術(shù)2015年第2期(總第200期)板和鋼管之間的約束形式采用殼一實體耦合，與混凝土的其中，v為有限元分析的承載力，，為名義承載力，取，=約束形式為綁定。鋼管和混凝土之間采用面一面接觸單f,a+LA。