带肋薄壁方钢管混凝土短柱轴压性能的非线性有限元分析

《带肋薄壁方钢管混凝土短柱轴压性能的非线性有限元分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2007全国轻型钢结构技术研讨会论文集带肋薄壁方钢管混凝土短柱轴压性能的非线性有限元分析+金周沈剑波高轩能张惠华(华侨大学土木工程学院福建泉州362021)摘要：采用有限元程序ANSYS对无肋和带肋薄壁方钢管混凝土短柱的轴压性能进行了数值模拟计算，模型计算结果与实验结果吻合很好。在此基础上对带肋薄壁方钢管混凝土柱与相同截面尺寸的空方钢管柱和无肋方钢管混凝土柱的轴压性能进行了理论计算与比较分析，研究结果表明，设置纵向加劲肋能够有效地改善薄壁方钢管混凝土柱的局部屈曲性能和增强钢管对核心混凝土的约束作用，可提高方钢管柱的轴压承载能力。论文同时给出了带肋薄壁方钢管

2、混凝土短柱轴压承载力的计算公式，可供工程应用参考。关键词：方钢管混凝士短柱：薄壁结构；轴压性能；加劲肋；非线性有限元Nonlinearfiniteelementanalysisofconcrete-fiUedstiffenedthin-waUedsteelboxcolumnsunderaxialcompressiVeloadJinZhouShenJianboGaoXuannengZhangHuihua(CollegeofciVilengineering，HuaqiaoUniversity，Quanzhou362021)Abstract：Thispaperu

3、sedthefiniteelementanalysisprogramANSYStosimulatetheaxialcompressiveloadingbehaviorsofconcrete—filledunstiff-enedand／orstiffenedthin—walledsteelboxcolumns，thetheoreticalresultshavegoodagreementwithcorrespondin2experimentalresultsobtainedbyauthorSaIldot

4、lerresearchers．Basedon山esimu

5、latedanalvsismodels，theconcrete—filledstif!f'enedthin—walledsteeltubercolumnsareinvestigatedandtheresultsarecomp撕sonwiththeconcrete—filledunstiff色nedonesandh01lOwsteelboxcOlumnswiththesamecross—sections．ItisshOwnthatthelOngitIldinalstiff色nerscanef!f’ectivelvimprovethelocalbucUin2o

6、fthethin—walledsteelboxcolumnsandthestiff’enedsteeltubecanprovidealar2erconstrainingef!f'ecttotheinnerconcrete．So，theaxialcompressiVebearingc印acityofthecolumnsisdistincC】yincreased．Thepaperalsopresentedfornlulaforcalculatingthebearin2capacitVoftheconcrete—filledstiffenedthin—walle

7、dsteeltubercolumns．Keywords：concrete—filledsteelboxcolumns；thin—walledstnlcture；axialcompressiveloadingbehavior；longitudinalstif!f'ener：nonlinearfiniteelementmethod薄壁钢管混凝土柱是在传统钢管混凝土结构的基础上由薄壁钢管与混凝土组合而成的一种新型结构形式，填充的混凝土提高了薄壁构件的局部屈曲强度和抗火及防腐蚀性能，而薄壁钢管既可作柱的模板又同时起到了受力纵筋和约束箍筋的作用。传统钢管混凝土柱的承

8、载能力高，比较适合于桥梁和超高层房屋建筑等重荷载结构，而在高层住宅建筑和轻型桥梁等轻荷载结构中并不能发挥其优势。薄壁钢管混凝土柱能够充分发挥钢材和混凝土的特性，具有组合结构的优点又节省材料，在轻荷载结构中可以替代混凝土或钢结构构件，具有很好的发展前景，但对其承载性能尚不够深入了解⋯小J。本文结合试验和已有理论研究成果，采用有限单元法对带肋薄壁方钢管混凝土短柱在轴压下的承载性能进行了数值模拟，提出了带肋薄壁方钢管混凝土柱的承载力计算公式，以供工程实际参考。1非线性有限元模型的建立本文采用有限元分析程序ANSYSl0．0建模，模拟空钢管、无肋钢管混凝土和带肋钢

9、管混凝土轴压短柱的力学性能。具体参数选取如下：采用SOLID65单