轴心受压方钢管-钢骨混凝土组合长柱力学性能的非线性有限元分析

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1、第40卷第6期四川建筑科学研究2014年12月SichuanBuildingScience47轴心受压方钢管一钢骨混凝土组合长柱力学性能的非线性有限元分析雷劲松，姜嘉龙，王杰，罗文霞(1．西南科技大学土木工程与建筑学院，四川绵阳621010；2．中煤科工集团重庆设计研究院，重庆400016)摘要：基于钢管一钢骨高强度混凝土轴压组合长柱轴压试验，利用大型有限元软件ANSYS建立三维有限元数值分析模型，并对建立的模型进行非线性有限元数值模拟，分析方钢管一钢骨高强度混凝土组合长柱在轴心压力作用下的力学性能。有限元计算出来的荷载一轴向应变曲线、极限承载力和

2、延性系数与试验结果吻合较好，证明所建立三维有限元模型和分析结果是可靠有效的；在此基础上，利用有限元模拟对若干影响组合长柱受力性能的因素进行了分析。研究表明：组合长柱截面含骨率与混凝土轴心抗压强度对方钢管一高强度混凝土组合长柱的荷载一轴向应变曲线、极限承载力和延性系数有重要影响；随着方钢管厚宽比的增大，方钢管一高强度混凝土组合长柱的屈服承载力和极限承载力均有明显的增加。关键词：组合长柱；轴心受压；非线性有限元分析；极限承载力中图分类号：TU398．9文献标志码：A文章编号：1008—1933(20l4)06—047—04Mechanicalbehav

3、iornonlinearfiniteelementanalysisofaxially-loadedsquaresteeltubelongcolumnsfilledwithsteel-·reinforcedhigh··strengthconcreteLEIJinsong，JIANGJialong，WANGJie，LUOWenxia(1．CollegeofCivilEngineeringandArchitecture，SouthwestUniversityofScienceandTechnology，Mianyang621010，China；2．Chi

4、naCoalTechnologyandEngineeringGroupChongqingDesignandResearchInstitute，Chongqing400016，China)Abstract：Undertheconditionoflargeslendernessratioandaxially-loaded，usingthefiniteelementmethodANSYStoanalyzemechanicalbehaviorofsquaresteeltubelongcolumnsfilledwithsteel·-reinforcedhig

5、h·—strengthconcretebyestablishmentof3Dfiniteelementmodels．Thefiniteelementcalculationresultsareingoodagreementwithexperimentaldate，whichprovethatthefiniteelementmodelsarereasonable．Basedonthisbasis，wemademorenonlinearfiniteelementanalysistoanalyzetheinfluencesofseveralgeometri

6、candmaterialparametersO13．mechanicalbehaviorofthecolumns．Theanalysisresultsshowsthatthesteel—reinforcedrateandthecompressivestrengthofconcretehavegreatinfluencetothemechanicalbehavior，andthattheresultsofyieldbearingcapacityandultimatebearingcapacityofthecolumnsincreaseasthewid

7、th—thicknessratioofsquaresteeltubeincrease．Keywords：combinationoflongcolumn；axially—loaded；nonlinearfiniteelementanalysis；ultimatebeatingcapacitySakino对48根方钢管混凝土柱进行了轴压试验O引言研究，并对拥有不同厚宽比、钢材以及混凝土强度的国内外许多学者对钢一混凝土组合柱受力性能方钢管混凝土柱做了初步分析；荆树英、郑小庆进行了一系列试验和理论研究，讨论分析了钢一混凝等对2l根方钢管混凝土短柱进行了轴压

8、与偏压土组合柱的轴压极限承载力及其力学性能，在此基试验研究，并通过厚宽比和偏心距的变化，研究了其础上提出了该型组合柱的设计