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《鋼管混凝土疊合柱柱腳下混凝土局部受壓性能研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、第10期廣東土木與建筑No．102008年l0月GUANGD0NGAR(：HITECTURECIVILENGINEERINGOCT2008鋼管混凝土疊合柱柱腳下混凝土局部受壓性能研究堯國皇(中建國際(深圳)設(shè)計(jì)顧問有限公司深圳518048)摘要：在選擇了合理的鋼材和混凝土本構(gòu)關(guān)系模型的基礎(chǔ)上，利用ABAQUS有限元軟件對(duì)鋼管混凝土疊合柱柱腳下基礎(chǔ)混凝土的局部受壓性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明內(nèi)配鋼筋網(wǎng)片能有效增A_L部荷栽在承臺(tái)的傳遞擴(kuò)散范圍，故提出相關(guān)的設(shè)計(jì)建議，可為相關(guān)研究和工程實(shí)踐提供參考。關(guān)鍵詞：鋼管混凝土疊合柱；柱腳；有限元法；局部受壓1前言2有限元模型的建立
2、鋼管混凝土疊合柱(以下簡稱“疊合柱”)是由截2．1材料本構(gòu)關(guān)系模型面中部的鋼管混凝土和鋼管外的鋼筋混凝土疊合而鋼管、鋼板與鋼筋鋼材采用ABAQUS軟件中成?．這類組合構(gòu)件不僅具有鋼管混凝土構(gòu)件的優(yōu)提供的等向彈塑性模型．滿足VonMises屈服準(zhǔn)則，點(diǎn)．而且鋼管外的混凝土還可起到抗火作用，還便于這種模型多用于模擬金屬材料的彈塑性性能．用連裝修，已有不少工程應(yīng)用實(shí)例．如23層的遼寧郵政接給定數(shù)據(jù)點(diǎn)的一系列直線來平滑地逼近金屬材料樞紐大樓．33層的沈陽電力花園雙塔．深圳卓越·皇的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系該模型采用任意多個(gè)點(diǎn)來逼近崗世紀(jì)中心項(xiàng)目的3幢超高層塔樓(其中塔樓最大實(shí)際的材
3、料行為，故與實(shí)際相當(dāng)接近。鋼管與鋼筋鋼高度為280m)鋼管混凝土疊合柱適用于我國非材采用理想彈塑性模型．彈性模量取2．06xl0sMPa，抗震和抗震地區(qū)的建筑結(jié)構(gòu)．尤其是抗震設(shè)防地區(qū)彈性階段泊松比取0．3的高層建筑結(jié)構(gòu)。具有較好的工程應(yīng)用前景．CECS混凝土采用該軟件中的塑性損傷模型．鋼管內(nèi)188：2005《鋼管混凝土疊合柱結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(以下核心混凝土單軸應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系采用文獻(xiàn)『4]中提出簡稱《規(guī)程》)的頒布實(shí)施使得疊合柱在實(shí)際工程中的適用于該軟件有限元分析鋼管混凝土的核心混凝的應(yīng)用更具可操作性土單軸應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系模型，具體數(shù)學(xué)表達(dá)式如下：眾所周知鋼管混凝土疊合
4、柱腳是上部主體結(jié)f2·—構(gòu)與基礎(chǔ)連接的重要節(jié)點(diǎn)．在結(jié)構(gòu)中起著重要作用I[．(一1)]目前疊合柱一般采用C60及以上的高強(qiáng)混凝土．而式中：=／o；y=o-／t7o；O-o=f~(MPa)；So=e~+800·∞·基礎(chǔ)仍采用C30左右的普通混凝土．疊合柱中鋼管10_6；=(1300+12．5)xlO_6；7／=1．6+1．5／；·內(nèi)混凝土內(nèi)力直接傳人基礎(chǔ)混凝土中．使柱腳處基(1．2)～；·4·A。)為核心混凝土圓礎(chǔ)混凝土的壓應(yīng)力大大超過其設(shè)計(jì)抗壓強(qiáng)度f按局柱體抗壓強(qiáng)度(MPa)：為鋼管混凝土截面約束效應(yīng)部承壓計(jì)算)．因此必須在柱腳處基礎(chǔ)混凝土中預(yù)埋系數(shù)i為鋼管鋼材屈服
5、強(qiáng)度；為混凝土立方抗壓鋼筋網(wǎng)片．以提高柱腳處基礎(chǔ)混凝土的抗壓能力．保強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值；A、A分別為鋼管和混凝土的截面積。證柱腳設(shè)計(jì)的可靠及安全鋼管外混凝土及基礎(chǔ)混凝土采用《混凝土結(jié)構(gòu)對(duì)于鋼管混凝土疊合柱腳下基礎(chǔ)混凝土局部受設(shè)計(jì)規(guī)范》附錄C中提出的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系模型：壓性能的研究成果還少見報(bào)道．對(duì)于預(yù)埋鋼筋網(wǎng)片混凝土彈性模量按該規(guī)范取值．泊松比取0．2的配置也沒有相關(guān)的指南．為了深入研究這個(gè)問題．2．2單元類型和截面劃分本文在選擇合理的材料本構(gòu)關(guān)系模型基礎(chǔ)上．采用鋼管和混凝土均采用了采用八節(jié)點(diǎn)減縮積分格通用有限元軟件ABAQUS6．7i33進(jìn)行分析．得出的結(jié)式的三維實(shí)體單
6、元(C3D8R)．雖然這種單元與其它論可為相關(guān)研究和工程實(shí)踐提供參考高次等參單元相比．計(jì)算精度稍低．但卻可以減少很372008年10月第10期堯國皇：鋼管混凝土疊合柱柱腳下混凝土局部受壓性能研究OCT2008No．10多自由度．從而大大縮短計(jì)算時(shí)間．從經(jīng)濟(jì)性考慮混數(shù)進(jìn)行有限元建模．具體參數(shù)如下：圓鋼管混凝土柱凝土采用C3D8R單元疊合柱內(nèi)鋼筋和基礎(chǔ)配置的為1400x30，鋼管屈服強(qiáng)度為345MPa，管內(nèi)外均灌鋼筋網(wǎng)片均采用Tmss單元．采用ABAQUS軟件中的注C70混凝土；疊合柱縱筋28~22，箍筋為12@100；EmbeddedRegi0n命令將其嵌入混凝土中
7、．不考慮鋼承臺(tái)尺寸為4mx4mx3m．疊合柱與基礎(chǔ)承臺(tái)相交處筋與混凝土之間的滑移單元網(wǎng)格采用細(xì)分網(wǎng)格的采用鋼板封板．并預(yù)留~300澆灌孔。網(wǎng)格實(shí)驗(yàn)方法．確定合適的網(wǎng)格．圖1給出了鋼管混計(jì)算模型的加載方式是在鋼管混凝土疊合柱上凝土疊合柱柱腳有限元分析模型施加軸壓力(其標(biāo)準(zhǔn)值／2-Ⅳ／Ⅳn=O．7，No為鋼管混凝土柱軸壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值．按文獻(xiàn)『1]的有關(guān)公式計(jì)算)。計(jì)算時(shí)采用力加載，并采用增量迭代法求解非線性箍筋方程為便于分析比較．無配置鋼筋網(wǎng)片的計(jì)算模型稱為模型1：配置鋼筋網(wǎng)片的稱為模型2。疊合柱通過分析得出模型1的豎向變形云圖(略)，可見豎向變形主要集中在疊合柱柱腳與
8、基礎(chǔ)承臺(tái)的
