圆中空夹层钢管聚氨酯复合构件轴压性能有限元分析.pdf

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1、第42卷第2期四川建筑科学研究2016年4月SichuanBuildingScience圆中空夹层钢管聚氨酯复合构件轴压性能有限元分析李相勇，周观根，王保胜(浙江东南网架股份有限公司，浙江杭州311209)摘要：借助非线性有限元软件，对不同套箍率、不同长径比的圆中空夹层钢管聚氨酯复合(PFDSST)构件进行了有限元数值模拟，在对数值模拟结果分析的基础上，归纳了套箍率和长径比对夹层复合管稳定性能、延性和轴压力学性能的影响，并较为深入地揭示了钢一聚氨酯复合管在轴向荷载作用下的工作过程，为钢一聚氨酯夹层复合管的设计奠定了一定的理论基础。关键词：PFDSST；聚氨酯；套箍率；长径比；轴压性能中图分

2、类号：TU398．2文献标志码：A文章编号：1008—1933(2016)02—011—05NonlinearfiniteelementanalysisofmechanicalpropertiesofpolyurethanefilleddoubleskinsteeltubularmemberswithcircularsectionunderaxialcompressionLIXiangyong，ZHOUGuangen，WANGBaosheng(Zh~iangSoutheastGridCo．，Ltd．，Hangzhou311209，China)Abstract：Basedonthenonli

3、nearfiniteelementsoftware，themechanicalpropertiesofpolyurethanefilleddoubleskinsteeltubular(PFDSST)memberswithdifferenthoopcoefficientsandslendernessratiosunderaxialcompressionwerestudiedbynonlinearfiniteelementsoftware．Onthebasisoftheresearchesonthenumericalsimulationresults，thispapersummarizedth

4、einfluencesonstability，ductilityandpropertiesofaxialcompressionofthePFDSSTmembers，andthentheworkingprocessesofthePFDSSTmembel~wererevealeddeeply，inordertolaythetheoreticalbasisforthedesignofthePFDSSTmembers．Keywords：PEDSST；polyurethane；hoopcoefficient；slendernessratios；axialproperties性好、抗疲劳和抗锈蚀能力强

5、、抗冲击性能强等优越0引言特点，并在紫外线以及海水浸泡中不会发生老化现在建筑事业迅速发展的中国，很多导管架海洋象，能抵抗强酸强碱腐蚀引。因此，本文提出了一平台、桥梁、公路和高层建筑等中都用了大量的钢一种新的复合管形式，在内、外钢管中间灌注聚氨酯弹混凝土复合构件。国内外专家和学者的大量研究表性体，形成一种新的组合构件——圆中空夹层钢管明，钢管一混凝土复合结构中钢管混凝土利用钢管和聚氨酯复合构件，它比单一的钢结构具有更加优越混凝土两种材料在受力过程中的相互作用，使混凝的性能，具备结构形式简单、延性好、抗疲劳和抗锈土的强度得以提高，塑性和韧性性能大幅改善，同时蚀能力强、抗冲击性能优越和制作成本低

6、等特点。可以避免或延缓钢管发生局部屈曲，使钢材的性能复合构件内部中空，方便各类设备与管线的布置，可得以充分发挥，从而提高了钢管一混凝土结构的稳定应用于各类海洋平台结构以及土木工程结构；而与性、承载能力、延性等⋯。而随着材料科学的发展，钢管混凝土组合结构相比，重量更轻，施工方便。聚氨酯作为一种新型的高性能材料，以其优越的力本文采用有限元软件研究圆中空夹层钢管聚氨酯复学性能在船舶工程、海洋工程以及土木工程中有着合构件在轴压荷载作用下的性能，以期得出该类型越来越广泛的应用。现有试验表明，聚氨酯材料的构件的破坏模式以及影响相关构件性能的设计抗拉与抗压基本相同，其聚氨酯和钢管在破坏阶段参数。不发生剥

7、离现象；另外，聚氨酯材料具有重量轻、延1有限元模型收稿日期：2014—12-251．1有限元模型及相关参数基金项目：国家自然科学基金(51178415)作者简介：李相勇(1978一)，男，博士，研究方向：钢结构。图1为圆中空夹层钢管聚氨酯复合构件的有限E—mail：liguyan@163．com元模型。在结构体系或者试验中，构件端部约束条2016No．2李相勇，等：圆中空夹层钢管聚氨酯复合构件轴压性能有限元分析132．2