内配方钢管的钢管混凝土叠合柱轴压工作性能研究.pdf

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1、第１５卷第２期建筑钢结构进展Ｖｏｌ．１５Ｎｏ．２２０１３年４月ＰｒｏｇｒｅｓｓｉｎＳｔｅｅｌＢｕｉｌｄｉｎｇＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓＡｐｒ．２０１３内配方钢管的钢管混凝土叠合柱轴压工作性能研究尧国皇，陈宜言，郭明，赵群昌（深圳市市政设计研究院有限公司，广东深圳５１８０２９）摘要：为研究内配方钢管的钢管混凝土叠合柱轴压工作性能，基于合理的钢材和混凝土材料本构关系模型，采用有限元法对钢管混凝土叠合柱轴压荷载－变形关系曲线进行了计算。采用数值分析方法，对叠合柱轴压工作性能进行较为细致分析，包括轴压破坏模态、轴压荷载－变形全过程关系、应力发展规律以及钢管和混凝土之间的

2、相互作用。研究方法和结论可为相关研究参考。关键词：钢管混凝土叠合柱；有限元法；轴压；承载力中图分类号：ＴＵ３１８，ＴＵ３９８文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－９３７９（２０１３）０２－００２６－０５ＳｔｕｄｙｏｎＢｅｈａｖｉｏｕｒｏｆＣｏｎｃｒｅｔｅ－ＦｉｌｌｅｄＳｑｕａｒｅＳｔｅｅｌＴｕｂｅＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＣｏｎｃｒｅｔｅＣｏｌｕｍｎｓＳｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏＡｘｉａｌ－ＣｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎＹＡＯＧｕｏ－ｈｕａｎｇ，ＣＨＥＮＹｉ－ｙａｎ，ＧＵＯＭｉｎｇ，ＺＨＡＯＱｕｎ－ｃｈａｎｇ（ＳｈｅｎｚｈｅｎＭｕｎｉｃｉｐａｌＤｅｓｉｇｎ＆ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓ

3、ｔｉｔｕｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ５１８０２９，Ｃｈｉｎａ）ＹＡＯＧｕｏ－ｈｕａｎｇ：ｙａｏｇｈ＠ｓｚｍｅｄｉ．ｃｏｍ．ｃｎＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄｏｎｒａｔｉｏｎａｌｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌｏｆｓｔｅｅｌａｎｄｃｏｎｃｒｅｔｅ，ｌｏａｄ－ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｃｕｒｖｅｓｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅ－ｆｉｌｌｅｄｓｑｕａｒｅｓｔｅｅｌｔｕｂｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｌｕｍｎｓｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔ

4、ｈｏｄｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｃｏｌｕｍｎ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｍｅｎｔｉｏｎｅｄａｂｏｖｅ，ｂｅｈａｖｉｏｒａｎａｌｙｓｉｓｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅ－ｆｉｌｌｅｄｓｑｕａｒｅｓｔｅｅｌｔｕｂｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｌｕｍｎｓｓｕｂｊｅｃｔｅｄｔｏａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｆａｉｌｕｒｅｍｏｄｅ，ａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｌｏａｄｖｓ．ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｃｕｒｖｅｓ，ｓ

5、ｔｒｅｓｓｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｒｕｌｅａｎｄｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｃｏｎｃｒｅｔｅａｎｄｓｔｅｅｌｔｕｂｅ．Ｔｈｅｓｅｒｅｓｅａｒｃｈｍｅｔｈｏｄｓａｎｄｒｅｓｕｌｔｓｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｍａｙｂｅｒｅｆｅｒｒｅｄｆｏｒｃｏｒｒｅｌａｔｉｖｅｒｅｓｅａｒｃｈ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏｎｃｒｅｔｅｆｉｌｌｅｄｓｔｅｅｌｔｕｂｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｌｕｍｎ；ｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ；ａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ；ｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ钢管混凝土叠合柱是由截面中部的钢管混凝土和钢：［１］１８８２００５

6、）的颁布对在实际工程中进行叠合柱设计起［１－２］管外的钢筋混凝土叠合而成的。按照钢管内混凝土到良好的指导作用。近年来，我国的研究者对内配圆钢和钢管外混凝土是否同期浇筑，叠合柱可分为同期施工管的叠合柱的轴压性能进行了相关的试验研究和理论分叠合柱和不同期施工叠合柱［１］。同期施工叠合柱也叫钢［５－１１］析，如文献［９］采用纤维模型进行了压弯构件的数值管混凝土组合柱（也有学者称之为钢管混凝土核心柱、配计算，文献［１１］采用非线性有限单元法计算了其轴压柱有钢管的钢骨混凝土柱、劲性钢管混凝土柱）。典型的钢的荷载－应变关系全曲线，并建议了其可供工程设计参考［２－４］管

7、混凝土叠合柱的截面形式如图１所示，本文研究对的合理参数范围。对内配方钢管的叠合柱轴压工作性能象为同期施工情况下图１（ｃ）所示的内配方钢管混凝土的的研究尚少见报道，目前作者仅见到文献［２］对内配方钢方形截面叠合柱（以下简称“叠合柱”）。管的叠合柱进行了动力性能的试验研究和理论分析的报叠合柱具有承载力高、刚度大、良好的抗火性能和变道。本文基于合理的材料本构关系模型，对这类叠合柱［１－４］形能力等诸多优点，在实际工程中得到较为广泛的应轴压荷载－变形关系曲线进行了计算，对叠合柱轴压工作用。２００５年《钢管混凝土叠合柱结构技术规程》（ＣＥＣＳ机理进行分析，相关结论可

8、为后续研究提供参考。收稿日期：２０１２－０５－０９；收到修改稿日期