方钢管高强混凝土轴压短柱非线性有限元分析.pdf

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1、_分类号：密级：Hi■●●■■1r▲■●■■●■一独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得塑童垦盔些盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者戤：络字日期：二汐／／年6月厂日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解塑宴堡盔些盘鲎有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权塑皇垦盔

2、些盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：签字日期：2吖年易学位论文作者毕业后去向：工作单位：通讯地址：电话：邮编：淮乩月耪㈣‘孙三签肌畦期二y11别锢象踢彤摘要_FIIJlllIlllIIIrlIlllIYlllPllIJIIIIrlPIIPY1897338钢管高强混凝土，除了具备普通钢管混凝土的优点外，还可进一步节约混凝土并减轻结构自重，从而取得巨大的经济效益和良好的社会效益，因此钢管高强混凝土在实际工程中得到了越来越广泛的应用。然而，目前对方钢管高强混凝土短柱

3、的研究偏重于试验研究，因此，有必要对方钢管高强混凝土柱进行有限元分析，对其在轴压作用下的受力性能进行进一步的分析研究。本文在以往有关研究成果的基础上，利用有限元分析软件(ABAQUS)建立方钢管高强混凝土短柱模型，采用有限元分析法对方钢管高强混凝土短柱在轴向受压状态下的破坏模式进行了研究，并着重讨论试验中难以测定的钢管和核心高强混凝土的纵向应力一应变关系，为其在工程中的广泛应用提供理论依据。具体进行了以下几个方面的工作：(1)利用ABAQUS有限元软件建立方钢管高强混凝土短柱模型，选择适合的钢管和核心高强混凝土本构关系模型。其核心高强混凝土采用ABAQUS提供的塑性损伤模型，使用修正的Dru

4、cker—Prager屈服准则和非相关流动法则来描述混凝土在低围压下的脆性损伤及高围压下的塑性流动两种主要变形机制；钢管采用ABAQUS提供的等向弹塑性模型，使用VonMises屈服准则和相关流动法则来描述其塑性变形；在模型中，考虑到钢管与核心混凝土之间的粘结滑移作用，钢管与核心混凝土界面法线方向的接触采用硬接触，即垂直于接触面的压力可以完全地在界面间传递；钢管与混凝土界面切向模型，使用库仑摩擦模型，即界面可以传递剪应力，直到剪应力达到临界值后界面之间产生相对滑动；此外，采用对试件施加初始缺陷的方法来考虑钢管局部屈曲的’影响，有限元计算时，假定钢管的初始几何缺陷呈半波分布。(2)采用有限元法

5、对方钢管高强混凝土轴压短柱的受力性能进行分析研究。分析了方钢管高强混凝土短柱轴向受压的破坏模态，较为深入的揭示了方钢管高强混凝土短柱在轴向受压状态下的受力性能。并着重讨论试验中难以测定的在钢管约束作用下的核心高强混凝土纵向应力一应变关系曲线和在核心高强混凝土支撑作用下方钢管的纵向应力一应变关系曲线。(3)研究了在单调加载作用下方钢管高强混凝土轴压短柱核心高强混凝土的纵向应力一应变关系曲线，分析混凝土强度、钢管的截面宽厚比对核心混凝土纵向应力一应变曲线的影响规律，提出了考虑钢管约束效应的混凝土纵向应力一应变关系曲线模型以及骨架曲线上几个特征参数的计算公式，为简化的纤维模型分析提供材料的单轴本构

6、关系模型。关键词：方钢管高强混凝土短柱；轴压；非线性有限元分析；应力一应变关系；ABAQUSNonlinearFiniteElementAnalysisonSquareHigh-strengthConcrete-FilledSteelTubularShortColumnsunderAxialloadingAuthor：LiangXiMajor：SnuctIlreEngineering。+’Tutor：DuXikaiAbstract髓ehigh-strengthconcrete-filledsteeltubular(HSCFST)，inadditiontothemerit(hatthecomm

7、onconcrete—filledsteeltubular(CFST)has，canalsoeconomizeconcretefurtherandeasestructuredeadload，obtainenormouseconomicbenefitandgoodsocialefficiencythus，thereforeHSCFSTreceivedamoreandmorefar-rangingapplicat