方鋼管混凝土軸壓短柱的力學(xué)性能研究

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1、第31卷第6期深圳大學(xué)學(xué)報(bào)理工版Vol.31No.62014年11月JOUＲNALOFSHENZHENUNIVEＲSITYSCIENCEANDENGINEEＲINGNov.2014【土木建筑工程/ArchitectureandCivilEngineering】方鋼管混凝土軸壓短柱的力學(xué)性能研究丁發(fā)興，付磊，龔永智，余志武中南大學(xué)土木工程學(xué)院，長(zhǎng)沙410075摘要:為研究方鋼管混凝土軸壓短柱力學(xué)性能，采用試驗(yàn)和ABAQUS有限元模擬分析相結(jié)合的方法，得到

2、方鋼管混凝土短柱實(shí)用承載力計(jì)算公式．對(duì)3根方鋼管混凝土軸壓短柱試件進(jìn)行試驗(yàn)研究，并應(yīng)用ABAQUS軟件對(duì)其進(jìn)行三維實(shí)體有限元分析，模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合較好．首先，在有限元模型得到驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，基于有限元法進(jìn)行大量參數(shù)分析，確定方鋼管混凝土軸壓短柱極限狀態(tài)時(shí)方鋼管平均縱向應(yīng)力與屈服強(qiáng)度的比值;其次，根據(jù)有限元模型得出核心混凝土處于極限狀態(tài)時(shí)的應(yīng)力云圖，并將其簡(jiǎn)化為不受方鋼管約束的非加強(qiáng)區(qū)核心混凝土和受方鋼管均勻約束的加強(qiáng)區(qū)核心混凝土，確定兩者的面積比;最后，在前兩者的基礎(chǔ)上根據(jù)極限平衡理論，提出一種新的方鋼管混凝土軸壓短柱承載力實(shí)用計(jì)算公式，并將

3、該公式和現(xiàn)有公式計(jì)算結(jié)果以及已有的98組方鋼管混凝土軸壓短柱有效試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比．結(jié)果表明，該公式計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果吻合最好．關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)工程;方鋼管混凝土短柱;有限元分析;應(yīng)力云圖;加強(qiáng)區(qū);非加強(qiáng)區(qū);極限承載力中圖分類號(hào):TU398文獻(xiàn)標(biāo)志碼:Adoi:10．3724/SP．J．1249．2014．06583Behaviorofconcrete-filledsquaresteeltubularstubcolumnsunderaxiallycompressiveloadingDingFaxing，F(xiàn)uLei，GongYongzhi，andYuZ

4、hiwuSchoolofCivilEngineering，CentralSouthUniversity，Changsha410075，P．Ｒ．ChinaAbstract:Inordertounderstandthemechanicalbehaviorsofsquareconcrete-filledsteeltubular(CFT)stubcolumns，anexperimentalstudyon3squareCFTstubcolumnsunderconcentricloadingwasmade，andABAQUSwasusedtoestablis

5、hthe3DfiniteelementmodelsandtoanalyzethebehaviorsofsquareCFTstubcolumnsunderaxialcompression．Basedonfiniteelementmodeling，parametricanalysiswascarriedout，andthevalueofaverageaxialstresstoyieldstressofsquaresteeltubewasdeterminedatultimatestate．Accordingtothestressnephogramofc

6、oreconcreteatultimatestate，coreconcretesectioncanbesimplifiedtoanon-enhancedareawithoutconfinementandanenhancedareawithuniformconfinementfromsquaresteeltube，andtheratioofthenon-enhancedareatotheenhancedareawasdetermined．Basedonthelimitequilibriummethod，apracticalcalculationfo

7、rmulafortheulti-matebearingcapacityofsquareCFTstubcolumnswasproposed．Theresultscalculatedfromthepracticalformulawerecomparedwiththosefromotherresearchersaswellasthetestresultsof98specimens．ThecomparisonsindicateＲeceived:2014-06-24;Accepted:2014-09-10Foundation:NationalNatural

8、ScienceFoundationofChina(50908230);NationalKeyTechnologySupportProgr