薄壁方钢管混凝土短柱有限元分析及承载力探讨.pdf

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1、薄壁方钢管混凝土短柱有限元分析及承载力探讨孙焱焱‘．王振波2盛超1(1宿迁学院建筑工程学院，江苏宿迁223800；2南京-r、Il,大学土木工程学院。江苏南京210009)[摘要]运用ANSYS有限元软件在总用钢量不变前提下对无肋、单肋、双肋6个方钢管混凝土短柱进行了有限元模拟．对荷载一位移曲线、承载力、延性性能进行分析。结果表明。设置加劲肋可延缓管壁的屈曲，增加试件的延性，但不能够提高试件的极限承栽力：基于统一理论得出的承栽力计算方法较为准确。为进一步完善带肋方钢管混凝土性能研究提供参考。【关键词】有限元；加劲肋；承栽力[中图分类号】TU321．1[文献标识码]A[文章编号1

2、1005—6270(2016)05—0017—03TheFiniteElementAnalysisandCalculationofShortConcrete-FilledSquareSteelTubularColumnsSUNYan-yanlWANGZhen-b02SHENGCha01(1．FacultyofArchitectureandCivilEngineering，SuqianCollege，SuqianJiangsu223800China；2．CollegeofCivilEngineering．NanjingUniversityofTechnology．NanjingJ

3、iangsu210009China)Abstract：Thispaperanalyzesthestrain-stressCUlNe，loadingcapacity，ductilityoftheconcrete-filledsquaresteeltubularcolumnswithno-fibbed，single—fibbed，double-fibbedwhichweredividedinto6groupsbyusingANSYSfiniteelementanalysis．Itisconcludedthatsettingstifferscandelaytheyieldofthes

4、teelpipewallandimprovetheductiliyofsamples，butitisunabletoincreaseloadingcapacityofthetestspecimens．Therefore，thecalculationmethodbeasedonunifiedtheoryisaccurated．Itprovidethereferencewhichisinordertofurtherimprovethestudyofconcrete-filledsquaresteeltubularcolumnswithfibs．Keywords：finiteelem

5、ent；stiffener；bearingcapacity0前言薄壁钢管混凝土是由薄壁型钢和混凝土组合而成的一种新型结构形式。近年来受到了广泛的关注吣91。由于薄壁钢管混凝土在受力作用下其薄壁易产生局部鼓屈．影响其受力性能．当截面形状为方形或矩形时尤为明显。设置纵向加劲肋能够有效地延缓钢管壁的局部鼓屈．且能够显著地消弱钢管角部的应力．增大核心区混凝土的约束面积．构件的延性和承载力在一定范围内有所提高．具有一定的经济效益IIJll。韩林海【3】对普通钢管混凝土进行了大量的研究．表明增加管壁壁厚也可提高构件的延性和承载力．为探究何种方法更为有效地改善钢管混凝土的受力性能．运用ANY

6、SY有限元软件在保证总的用钢量不变的条件下，以壁厚、肋的高厚比及肋的数目为参数进行薄壁方钢管混凝土短柱力学性能数值分析。1有限元计算模型为研究薄壁方钢管混凝土短柱性能。取L倡=3．试件的基金项目：宿迁学院院级基金项目(2014KY07)高度取L=480mm。混凝土强度等级选取C30，钢管选用Q235。试件编号及设计见图1、表l。卜—』目丘a_—1卜—上=L6Ⅱ—_1卜—且i1目bCFSST—SR图1试件截面1．1单元类型及材料本构关系钢管及加劲肋采用SOLID45单元模拟．混凝土采用SOLID65单元来模拟。钢管和加劲肋采用双线性随动强化模型．钢材的屈服准则采用经典的Von—M

7、ises模型．考虑钢材的强化效应，钢材的屈服强度取290MPa。泊松比为0．3．弹性模量Es=2．Oxl05MPa．如图2。混凝土采用刘威141提出的钢[收稿日期12016．06．21[作者简介】孙焱焱，(1989一)，宿迁学院建筑工程学院，硕士研究生助教．18江苏建筑2016年第5期(总第178期)表1试件参数表注：CFSST为concrete—filledsquaresteeltube；S(D)R为single(double)ribs；hcxt。为加劲肋截面的宽度和厚度；An为试件截面用