中空夹层钢管混凝土柱受力性能研究

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1、中空夹层钢管混凝土柱受力性能研究卫建军1，孙利亚2，周文亮3，宋园园4(1西安科技大学建筑与土木工程学院，陕西西安710054；2陕西亚正建设工程有限责任公司，西安7100433中国神华神东煤炭集团设计公司，鄂尔多斯017209；4中国十九冶勘察设计研究院有限公司，成都611730))摘要：为研究不同空心率对中空夹层钢管混凝土柱的受力性能的影响，对3个不同空心率的中空夹层钢管混凝土柱试件和1个普通钢管混凝土柱试件进行了非线性有限元分析。结果表明：与普通钢管混凝土柱相比，中空夹层钢管混凝土柱承载力和刚度有了明显的提高，塑性和延性性能

2、也相应提高。中空夹层钢管混凝土柱受力性能更加合理，它充分利用了钢材和混凝土各自受力性能的优势，大大的提高了建筑结构的安全稳定性能，是一种发展前景非常广阔的结构形式。关键词：钢管混凝土；安全性；空心率；承载力；刚度；ResearchonBehaviorofConcrete-filledDoubleSkinSteelTubularColumnsWEIJian-jun1，SUNLi-ya2，ZHOUWen-liang3，SONGYuan-yuan4(1.SchoolofArchitectureandCivilEngineering，Xi

3、'anUniversityofScienceandTechnology,2.ShaanxiConstructionofYazhengCo,ShanxiXi'an710054.3ChinaShenhuaShendongGroupCoalDesignCompany,Erdos017209,4Prospecting＆DesignInstituteCo.,Ltd.ofChina19MCC，Chengdu611730))Abstract:Inordertoanalysisthehollowsectionratiototheperforman

4、ceofdoubleskinsteeltubularcolumn，Usingthenonlinearfiniteelementanalysistothreedifferentdoubleskinsteeltubularcolumnandanormalsamplesquaresteeltubularcolumnspecimens.Theresultsshowthat:Comparewiththeordinarysteeltubularcolumnthedoubleskinsteeltubularcolumnbearingcapaci

5、tyandstiffnesshasbeensignificantlyimproved,.therateofimprovementabout10%,theplasticityandductilityareincreasedaccordingly.Doubleskinsteelconcretecolumnsubjectedtoamorereasonableperformance,Itisfullyuseofthesteelandconcretemechanicalpropertiesoftheirrespectiveadvantage

6、s,Greatlyimprovethesafety，stabilityofbuildingstructures.Itisaverybroadprospectsfordevelopmentstructure.KeyWords:concrete-filledsteeltubular;hollowsectionratio;bearingcapacity;rigidity1引言中空夹层钢管混凝土是一种在普通钢管混凝土的基础上发展起来的新型钢管混凝土，它是在两层同心放置钢管之间填充混凝土的中空构件，其主要的截面形式如图1所示。钢管混凝土结构

7、是有着很好前景的组合结构，尽管矩形钢管对核心混凝土的约束效果不如圆钢管显著，但仍有良好的效果，尤其可以有效提高构件的塑性和韧性，从而提高建筑结构安全性。另外，与梁、柱的连接节点处理也较容易。近年来国际上在钢管混凝土的理论研究和工程应用上取得了长足的发展，不少研究者对钢管混凝土的受力性能进行了深入细致的研究，研究方法以试验研究和数值模拟为主。迄今为止，运用有限元法对钢管混凝土结构的数值模拟已日渐成熟，计算精度日趋提高，但对中空夹层钢管混凝土的数值模拟研究则极少。本文采用有限元软件ANSYS建立有限元实体模型对试验试件进行非线性有限元

8、分析。2有限元模型的建立为了深入分析不同空心率对中空夹层钢管混凝土柱受力性能的影响，依据《钢管混凝土结构设计与施工规范》设计规范，共设计了4个试件，其中中空夹层钢管混凝土柱设计了3个试件，其空心率依次为0.25、0.5和0.75，为与普通钢管混凝土