圆不锈钢管混凝土轴压短柱三维有限元分析

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1、2017年第7期（总第333期）混凝土理论研究Number7in2017（TotalNo.333）ConcreteTHEORETICALRESEARCHdoi：10.3969/j.issn.1002-3550.2017.07.011圆不锈钢管混凝土轴压短柱三维有限元分析徐晨豪1，赵俊亮1，金国平2（1.温州大学建筑工程学院，浙江温州325000；2.温州设计集团有限公司，浙江温州325000）摘要：首先通过四分之一圆片模型来模拟圆不锈钢管混凝土轴压短柱。在验证了建模可靠性的基础上，对Lam和Gardner的不锈钢管混凝土短柱轴压试验进行了模拟。计算结果

2、表明有限元计算结果和试验结果总体上吻合良好。在此基础上，利用该有限元模型对采用不同径厚比、不同混凝土强度等级的圆不锈钢管混凝土的轴向应力-应变关系进行分析。结果表明：在保持相同混凝土强度等级的情况下，径厚比越小，不锈钢管对核心混凝土的约束效应越好，核心混凝土强度提高越大；在不锈钢管围压与核心混凝土强度比值保持不变的情况下，混凝土强度等级越高，延性越差。关键词：不锈钢管混凝土；轴压；有限元；应力-应变关系；荷载-位移关系中图分类号：TU528.01文献标志码：A文章编号：1002-3550（2017）07-0044-03Three-dimensional

3、finiteelementanalysisofconcretefilledcircularstainlesssteeltubularstubsXUChenhao1，ZHAOJunliang1，JINGuoping2（1.CollegeofCivilEngineeringandArchitecture，WenzhouUniversity，Wenzhou325000，China；2.WenzhouDesignAssemblyGroupLimitedCompany，Wenzhou325000，China）Abstract:Aquarterslicefinit

4、eelementmodelwasfirstproposedforconcretefilledcircularstainlesssteeltubularstubs.Thevalidityofthefiniteelementmodelwasverifiedbycomparisonwithexistingtestresults.Goodcorrelationwasgenerallyobtainedbetweenthefiniteelementanalysisresultsandtestresults.Adoptingtheverifiedfiniteelem

5、entmodel，aparametricstudywasthenconductedtoinvestigatetheeffectsofconcretestrengthandconfinementratioontheaxialperformance.Basedontheparametricstudy，thestrengthandductilityofconcretecorebothincreasewiththedecreaseofthediameter-to-thicknessratioofstainlesssteeltube.Whentheratiobe

6、tweenconfinementpressureandconcretestrengthisthesame，theductilityofconcretecoredecreaseswiththeincreaseofconcretestrength.Keywords:concretefilledstainlesssteeltube；axialcompression；finiteelement；stress-strainrelationship；load-deformationrelationship柱进行了试验研究。并且提出了不锈钢管混凝土柱的有限0引言元分

7、析模型[4]。使用ABAQUS有限元软件，对矩形截面不不锈钢管具有良好的耐久性和抗腐蚀性，维护费用低，锈钢管混凝土柱进行了模拟，并提出了方形不锈钢管混凝施工方便，耐火性能较好，不存在脆性转变温度，在低温时土柱承载力设计公式。能保持足够的韧性和塑性，可作为结构构件应用在土木工YoungandFeng[5-6]对不锈钢管混凝土节点进行了试验程中。但由于造价昂贵，其在结构工程中尚未得到广泛使研究，该试验主要包括27个T型节点试件和25个X试件用[1]。通过在不锈钢管里填充混凝土，形成不锈钢管混凝（十字形）桁架节点，研究了节点的承载力和破坏模式。土，可大大减少

8、不锈钢的用量，使得它的实际工程造价总[7]目前，对圆截面不锈钢管混凝土柱的数值模拟较少。体降低