高温后方中空夹层钢管混凝土柱滞回性能研究

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1、第１３卷第３期铁道科学与工程学报Ｖｏｌｕｍｅ１３Ｎｕｍｂｅｒ３２０１６年３月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＲａｉｌｗａｙＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＭａｒｃｈ２０１６高温后方中空夹层钢管混凝土柱滞回性能研究①刘晓，鲍俊涛，王兵（沈阳大学建筑工程学院，辽宁沈阳１１００４４）摘要：为研究高温后中空夹层钢管混凝土压弯构件的滞回性能，采用合理的本构关系，建立有限元模型，分析参数主要有轴压比、温度、内钢管屈服强度等，与试验结果比较，吻合较好。通过对高温后中空夹层钢管混凝土柱滞回性能的机理分析，结果表明：构件的耗能能力和位

2、移延性系数均随着轴压比和温度的增加而减小；在加载的前期刚度退化较快，到后期刚度退化趋于平缓；构件的侧向承载力随着轴压比和温度的增加而减小，曾经历９００℃高温后承载力下降５０％以上；而内钢管的屈服强度对构件的刚度、延性、承载力等无显著影响。关键词：高温后；滞回性能；中空夹层钢管混凝土；耗能能力；刚度；延性＋中图分类号：ＴＵ３９８．９文献标志码：Ａ文章编号：１６７２－７０２９（２０１６）０３－０５２９－０９Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｆｉｌｌｅｄｄｏｕｂｌｅ－ｓｋ

3、ｉｎｓｔｅｅｌｔｕｂｕｌａｒｃｏｌｕｍｎａｆｔｅｒｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＬＩＵＸｉａｏ，ＢＡＯＪｕｎｔａｏ，ＷＡＮＧＢｉｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈｅｎｙａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ１１００４４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｔｕｄｙｔｈｅｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｂｅｈａｖｉｏｒｏｆｃｏｎｃｒｅｔｅｆｉｌｌｅｄｄｏｕｂｌｅｓｋｉｎｓｔｅｅｌｔｕｂｕｌａｒａｆｔｅｒｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｉｓｐａｐ

4、ｅｒｃｈｏｏｓｅｄａｒｅａｓｏｎａｂｌｅｃｏｎｓｔｉｔｕｔｉｖｅｍｏｄｅｌａｎｄｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｒｅａｓｏｎａｂｌｅｆｉｎｉｔｅｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅｒｅａｒｅｍａｎｙａｎａｌｙｓｉｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｓｕｃｈａｓｔｈｅａｘｉａｌｌｏａｄｒａｔｉｏ，ｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｙｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｉｎｎｅｒｓｔｅｅｌｔｕｂｅａｎｄｓｏｏｎ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｔｅｓｔ，ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｉｎｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｔｈａｔｔｈ

5、ｅｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙａｎｄｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｄｕｃｔｉｌｉｔｙｆａｃｔｏｒｄｅｃｒｅａｓｅｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄａｘｉａｌｌｏａｄｒａｔｉｏ．Ｓｔｉｆｆｎｅｓｓｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｗａｓｆａｓｔｅｒａｔｔｈｅｅａｒｌｙｌｏａｄｉｎｇ，ｂｕｔｉｔｓｌｏｗｓｄｏｗｎａｔｌａｓｔ．Ｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｏｆｔｈｅａｒｔｉｆａｃｔｓｄｅｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅａｘｉａｌｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎａｎｄｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒ

6、ｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ．Ａｆｔｅｒ９００℃ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙｄｅｃｒｅａｓｅｓｍｏｒｅｔｈａｎ５０％．Ｂｕｔｔｈｅｙｉｅｌｄｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｔｈｅｉｎｎｅｒｓｔｅｅｌｔｕｂｅｈａｖｅｌｉｔｔｌｅｅｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｓｔｉｆｆｎｅｓｓ，ｄｕｃｔｉｌｉｔｙａｎｄｔｈｅｂｅａｒｉｎｇｃａｐａｃｉｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｆｔｅｒｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ；ｈｙｓｔｅｒｅｔｉｃｂｅｈａｖｉｏｒ；ｃｏｎｃｒｅｔｅｆｉｌｌｅｄｄｏｕｂｌｅｓｋｉｎｓｔｅｅｌｔｕｂｕ

7、ｌａｒ；ｅｎｅｒｇｙｄｉｓｓｉｐａｔｉｏｎｃａｐａｃｉｔｙ；ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ；ｄｕｃｔｉｌｉｔｙ在２个同心放置的钢管之间填充混凝土的复而且中空夹层钢管混凝土在火灾作用下，外钢管保合构件称之为中空夹层钢管混凝土（简称护夹层混凝土不会因为高温而发生严重的“爆裂”ＣＦＤＳＴ），这种新型组合结构是在钢管混凝土的基现象，内钢管温度的升高由于夹层混凝土的保护作础上发展起来的，它不但具有结构自重轻，塑性及用会大为滞后；大量的实验研究表明内管能够对混［１－３］韧性好、截面开展形式灵活、承载力高等优点，凝土提供充分的支撑，使得

8、中空夹层钢管混凝土构收稿日期：２０１５－０７－１４①基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１３０８３４７）；辽宁省百千万人才资助项目（２０１３９２１００１）；沈阳市科技攻关项目（Ｆ１３１７１９００）通讯作者：刘晓（１９７４１－），女，辽宁沈阳人，教授，博士，从事结构工程及防灾减灾工程方向的研究；Ｅ－ｍａｉ：ｌｉｕｘｉａｏ１９７４０７０１＠ｓｉｎａ．ｃｏｍ５３０铁道科学与工