方钢管混凝土轴压短柱的力学性能研究

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1、第31卷第6期深圳大学学报理工版Vol.31No.62014年11月JOUＲNALOFSHENZHENUNIVEＲSITYSCIENCEANDENGINEEＲINGNov.2014【土木建筑工程/ArchitectureandCivilEngineering】方钢管混凝土轴压短柱的力学性能研究丁发兴，付磊，龚永智，余志武中南大学土木工程学院，长沙410075摘要:为研究方钢管混凝土轴压短柱力学性能，采用试验和ABAQUS有限元模拟分析相结合的方法，得到

2、方钢管混凝土短柱实用承载力计算公式．对3根方钢管混凝土轴压短柱试件进行试验研究，并应用ABAQUS软件对其进行三维实体有限元分析，模拟结果与试验结果吻合较好．首先，在有限元模型得到验证的基础上，基于有限元法进行大量参数分析，确定方钢管混凝土轴压短柱极限状态时方钢管平均纵向应力与屈服强度的比值;其次，根据有限元模型得出核心混凝土处于极限状态时的应力云图，并将其简化为不受方钢管约束的非加强区核心混凝土和受方钢管均匀约束的加强区核心混凝土，确定两者的面积比;最后，在前两者的基础上根据极限平衡理论，提出一种新的方钢管混凝土轴压短柱承载力实用计算公式，并将

3、该公式和现有公式计算结果以及已有的98组方钢管混凝土轴压短柱有效试验结果进行对比．结果表明，该公式计算结果与试验结果吻合最好．关键词:结构工程;方钢管混凝土短柱;有限元分析;应力云图;加强区;非加强区;极限承载力中图分类号:TU398文献标志码:Adoi:10．3724/SP．J．1249．2014．06583Behaviorofconcrete-filledsquaresteeltubularstubcolumnsunderaxiallycompressiveloadingDingFaxing，FuLei，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