钢管自应力混凝土构件纯弯力学性能研究.pdf

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1、2016年第5期混凝土与水泥制品2016No.55月CHINACONCRETEANDCEMENTPRODUCTSMay钢管自应力混凝土构件纯弯力学性能研究雷东山（武汉大学土木建筑工程学院，430072）摘要：采用ABAQUS有限元软件计算分析了钢管自应力混凝土纯弯构件的力学性能,并作了试验验证,在此基础上,分析了钢管自应力混凝土纯弯构件受力过程中的弯矩-挠度关系以及钢管和混凝土间的相互作用。讨论了在初始自应力影响下,钢管自应力混凝土的力学性能。结果表明,在相同条件下,钢管自应力混凝土比普通钢管混凝土的纵向应力分布更加均匀,弹性工作阶段有所增长,抗弯承载力也得到了提高,但当自应力水平

2、达到某一数值后,抗弯承载力有一定程度的下降。关键词：钢管自应力混凝土构件；抗弯性能；ABAQUS有限元软件；纯弯力学性能Abstract：Theflexuralbehaviorofself-stressingconcrete-filledsteeltubeunderpurebendingarecarriedoutbyusingABAQUSfiniteelementsoftware.Thecalculatedresultsareverifiedbytestdata,andreasonableagreementisdemonstrated.Onthisbasis,themoment-d

3、eflectioncurveandthecompositeactionbetweenthesteeltubeandconcreteareanalyzed,andtheinfluenceofinitialstressonthemechanicalbehaviorofself-stressingconcretefilledsteeltubeisalsodiscussed.Theresultsshowthatcomparedwithconcretefilledsteeltubeunderthesameconditions,theconcretelongitudinalstressdist

4、ributionofself-stressingconcrete-filledsteeltubeismoreuniform,boththeelasticstageandtheflexuralcapacityarealsoimproved,butwhentheself-stressreachesacertainvalue,theflexuralcapacityhasacertaindegreeofdecline.Keywords：Self-stressingconcrete-filledsteeltubecomponent;Flexuralbehavior;ABAQUSfinitee

5、lementsoftware;Purebendingproperty中图分类号：TU528.79文献标识码：A文章编号：1000-4637(2016)05-36-050前言变化，最后分析了自应力对钢管自应力混凝土纯弯钢管混凝土结构因具有较高的承载力、良好的构件抗弯力学性能的影响。塑性和优良的抗震性能，使其在工程实践中得到了1有限元分析模型[1-3]广泛应用。但普通钢管混凝土在浇筑初期，核心1.1材料本构关系混凝土容易发生干缩变形，导致核心混凝土与钢管钢管自应力混凝土受弯过程中，可将钢材视为之间产生缝隙，进而削弱钢管对混凝土的套箍约束理想弹塑性材料，采用Von-Mises屈服准则，流

6、动准作用。随着混凝土技术的发展，自应力混凝土逐渐则采用相关流动，单轴应力-应变关系曲线采用五[6]应用于钢管混凝土中。将自应力混凝土灌入钢管形阶段模型。成钢管自应力混凝土，在改善自应力混凝土脆性的对于核心混凝土材料，由于钢管的约束作用使同时可以补偿钢管中混凝土的收缩与徐变，有效减其不再处于一维受力状态，并且初始自应力对核心小了钢管和混凝土之间的间隙，提高了钢管对混凝混凝土强度有所提高，因此，传统的混凝土一维本土的约束效果，具有较高的工程实用价值。构关系不再适用。基于此，对于受压区混凝土，采用钢管自应力混凝土与普通钢管混凝土除力学文献[1]中的应力-应变关系模型：2性能有所区别外，自

7、应力混凝土的配合比和施工与y=2x-x（x臆1）扇0.1孜普通混凝土也不同。因此，有必要进一步研究钢管设设1+q（x-1）（孜逸1.12）设设y=缮设x（x>1）（1）自应力混凝土的力学性能。目前，对钢管自应力混设（孜约1.12）设2墒设茁（x-1）+x[4-5]凝土抗弯性能研究主要以试验为主，理论研究相对于受拉区混凝土，应该采用式（2）应力-应变对较少。本文利用ABAQUS软件对钢管自应力混凝[7]关系：土纯弯构件的受力全过程进行数值模拟，在分析钢扇6设设1.2x-